rendement et pas hélice

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rendement et pas hélice
sujet n°101636
 Une hélice à pas réglable c'est a-priori très bien. J'en ai une.
Voici ma question:
Y a-t-il eu un banc d'essai pour mesurer les consommations, ou mieux les variations de celles-ci selon le pas adopté?  J'ai constaté qu'un pas trop long augmente l'effet de couple et les prises de poste plus délicates. J'ai donc règlé "court". Et j'atteins le régime maxi sans problème même carène sale et vent debout.
  D'un autre côté, par les longues nuits  de pétole, je suis tenté d'allonger ce foutu pas, avant l'apero du soir. Pour avoir moins de bruit. Mais avec plus de charge à l'hélice la consommation ne va-t-elle pas augmenter plus que la vitesse?
 Je reconnais ne pas connaître mes consos si ce n'est à l'année, ça manque de finesse.
 Et je peux essayer de donner un coup de main pour une série de mesures, avec mon voilier ou celui des autres. Merci.
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SUNSHINE 36 GTE
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réponse n°199101

A l'inverse d'un moteur de voiture, la consommation pour un diesel marin dépend presque exclusivement de la puissance délivrée à l'hélice et non de la vitesse de rotation nécessaire pour atteindre cette puissance.
Si pour atteindre (par exemple) 6 noeuds, il faut 20 cv à l'hélice, la consommation sera pratiquement la même à 2000 tours avec un hélice au pas fort et à 2500 t/m avec une hélice à un pas plus faible...

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AMEL MARAMU
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réponse n°199118

Il y a 2 choses à savoir:
1 Pour obtenir la meilleure conso il faut que le moteur tourne au régime de meilleur rendement (à voir sur la courbe de conso du moteur (en général vers 1800-2000 tr/mn). A ce régime, le bateau n'avance pas à sa vitesse maxi mais on a déjà une bonne vitesse de croisière et le bruit est moindre.
2 Pour savoir si le pas est bien rêglé, et l'hélice bien adaptée, il faut se mettre à fond, le moteur doit tourner 100-200tr/mn en dessous de son régime maxi (sans fumer noir).

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réponse n°199123

 Mreci pour toutes ces confirmations. Si j'ai bien compris:
 Je sors du carénage, pas de vent ni de clapot, je fais chauffer la machine puis à fond les manettes, et régler le pas (facile avec une XY-prop...) pour que le moteur culmine à maxi moins 200 t/mn. Mais sans fumer noir, bien sûr.
 Et je vérifie qu'au couple maxi j'atteins la vitesse de carène. Sans la dépasser, bien sûr.
 Je précise car je suis légèremenr surmotorisé.
 Et je n'oublie pas de remettre la bague de blocage,...bien sûr.
 Yapluca. Et encore merci.
 
PS.: j'avais lu qqpart des histoires de conso aberrante dûe à un mauvais pas d'hélice. D'où ma demande , au vu du prux du gazule.

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SUNSHINE 36 GTE
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réponse n°199125
Méridien a écrit :
 Mreci pour toutes ces confirmations. Si j'ai bien compris:
 Je sors du carénage, pas de vent ni de clapot, je fais chauffer la machine puis à fond les manettes, et régler le pas (facile avec une XY-prop...) pour que le moteur culmine à maxi moins 200 t/mn. Mais sans fumer noir, bien sûr.
 Et je vérifie qu'au couple maxi j'atteins la vitesse de carène. Sans la dépasser, bien sûr.
 Je précise car je suis légèremenr surmotorisé.
 Et je n'oublie pas de remettre la bague de blocage,...bien sûr.
 Yapluca. Et encore merci.
 
PS.: j'avais lu qqpart des histoires de conso aberrante dûe à un mauvais pas d'hélice. D'où ma demande , au vu du prux du gazule.

 1 - "Je sors du carénage, pas de vent ni de clapot, je fais chauffer la machine puis à fond les manettes, et régler le pas (facile avec une XY-prop...) pour que le moteur culmine à maxi moins 200 t/mn. Mais sans fumer noir, bien sûr."
OUI

2 - "Et je vérifie qu'au couple maxi j'atteins la vitesse de carène. Sans la dépasser, bien sûr."
NON. Le couple maxi peut être à n'importe quelle vitesse de rotation (voir par exemple image 1 pour un Yanmar 3JH4 E, où le coupe maxi est à faible vitesse de rotation, et image 2 pour un Nanni N3.21, avec une courbe assez plate, exemples pris au hasard)
A la puissance maxi, vous êtes à la vitesse maximale, c'est tout ce qu'on peut dire (qui peut-être au dessus de la vitesse de carène, si vous êtes surmotorisé, et ça n'a rien de dangereux, mais la consommation sera très forte)

PS La consommation est un peu plus forte (de l'ordre de 10%) avec une hélice dont le pas est trop faible, car la consommation par CV utilisé par l'hélice augmente un peu avec la vitesse de rotation. L'optimum de consommation par CV utilisé par l'hélice est le plus souvent à 2/3 du régime maxi (2000 t/m par exemple pour un moteur atteignant 3000 t/m). Mais la conso n'est jamais dingue, que le pas soit trop fort ou faible...

Pour diminuer sa consommation, il n'y a qu'une règle: diminuer la vitesse de rotation du moteur, donc la puissance disponible, donc la vitesse ET AVOIR UNE HELICE TRES PROPRE (une hélice sale, avec par exemple des petites coquilles , peut augmenter la consommation de 30% !)

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réponse n°199141

 Me voici conforté dans ma démarche empirique.  Au fond j'en cherchais une légitimation par des essais réels et précis. Un peu comme certaines polaires.
  Merci d'être intervenus. Mais s'il y a des contradicteurs qu'ils soient les bienvenus.

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SILENT TROLLER 40
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réponse n°199226

Je me suis passionné pour ce problème d'adaptation coque-moteur-hélice et tout ce qui vient d'être dit est exact avec quelques réserves pour ce qui est de ce que l'on appelle dans la théorie et la pratique l'hélice optimum.
Je peux caculer tout cela à partir d'un certain nombre de mesures qu'il faudra faire à la mer pour caractériser ta coque un peu à la maniére de ce qui se ferait en bassin de carène.
1/ l'hélice doit étre très propre, autrement les résultats ne veulent rien dire.
2/ Si la coque est sale ce n'est pas grave, le résultats donneront l'hélice optimum pour une coque sale.
    La bonne chose est de faire ces mesures avant et aprés carénage pour avoir l'hélice optimum coque propre et coque sale.
3/ Voici les mesures à faire:
   -Choisir un pas de ton hélice, celui qui te semble raisonable et qui permet de monter le tours moteurs au maximum ou presque et me
    communiquer cette valeur de pas.
   - Par un jour de calmasse, vent inférieur a 5 noeuds et au moins a 1 mile des côtes, mesurer la vitesse GPS pour trois caps différents
     à 120° en partant de 1200tr/mn jusqu'a Rpm max moins 200tr/mn et ceci tous les 200 tr/mn.
     Ceci est pour mesurer la vraie vitesse du bateau par rapport à l'eau et compenser le biais de mesure lié au courant côtier qui
     existe toujours ( Typiquement 0.5 noeuds dans un sens ou dans l'autre).
   -Me communiquer ensuite le BAR de ton hélice (Blade to Area Ratio) aussi appelé DAR. cette grandeur est a demander au fabriquant
    de l'hélice.
   -Me donner enfin la longueur du bateau, le diamétre de l'hélice, le type de moteur, sa puissance max., est le rapport de
    démultiplication du réducteur.
Je pourrai alors donner le pas optimum et la caractéristique à attendre du bateau pour différents pas d'hélice ainsi que la consommation
à attendre si j'ai la consommation spécifique du moteur.
Si d'autres qui lisent ces lignes sont intéréssés, je suis preneur de mesures.
Mais de toute façon ne pas s'attendre a des miracles de ces mesures. Si l'hélice permet d'atteindre la vitesse de coque pour Rpm max - 200tr/mn alors, l'économie de fuel avec l'hélice optimum sera du second ordre. Pour economiser le fuel, une seule stratégie: aller lentement. Pour un bateau de 40 pieds on contate et on démontre, que grosso modo la consommation double entre 6 et 7 noeuds.
François

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réponse n°199228

 Je prends! Mais je suis au sec pour le moment et ne renaviguerais pas avant mi-juin avec une coque propre. Puis-je te contacter par MP pour te donner qques infos supplémentaires??   

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VOILIER (Monocoque)
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réponse n°199697

 Bonjour,

J'ai constaté une différence de consommation significative sur mon 44 pieds avec moteur Yanmar 85 cv
Hélice classique (20*13) conso: 3 litres/heure
Hélice J-Prop (20 p.) conso: 4 litres/heure
Cela sur plusieurs milliers de milles pour chaque hélice.

Cordialement

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SUNSHINE 36 GTE
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réponse n°199708
Chalkis a écrit :
 Bonjour,

J'ai constaté une différence de consommation significative sur mon 44 pieds avec moteur Yanmar 85 cv
Hélice classique (20*13) conso: 3 litres/heure
Hélice J-Prop (20 p.) conso: 4 litres/heure
Cela sur plusieurs milliers de milles pour chaque hélice.

Cordialement

 Intéressant !
Ce sont des consommations extrêmement faibles pour un 85 cv ! J'en déduis que ces consommations correspondent à des vitesses faibles, avec une vitesse de rotation du moteur également faible.
Vous pouvez nous en dire plus (avec le type du moteur) J'aimerais faire un calcul avec la consommation spécifique prévue par le constructeur (en gramme/CV/h)

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VOILIER (Monocoque)
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réponse n°199730

 Bonjour,

Pour le moteur, il s'agit d'un Yanmar 4JH2DTE; 88,4 cv au vilebrequin, 85 cv à l'hélice, à 3600 t/mn.
Le voilier pèse 15 tonnes en charge (masse mesurée par un trave-lift) alors que le manuel du propriétaire indique 13 t. en charge...
Les consommations que j'ai indiquées correspondent à un régime moteur de 2200 t/mn (environ 1000 t/mn pour l'hélice)
C'est le régime moteur que j'utilise presque toujours (meilleur compromis bruit-vibrations-vitesse à mon avis).
La vitesse avec l'hélice tripale standard est de 6,8 noeuds et de 7,2 avec l'hélice J-Prop;
coque et hélices parfaitement propres, par mer plate et vent nul.
L'hélice standard a un pas certainement un peu court car le régime atteint 3800 t/mn à fond et la J-Prop un pas un peu long, le régime atteignant 3400 t/mn (réglage choisi R11).
Les consommations que j'ai indiquées sont des consommations moyennes sur 13 ans d'utilisation, j'ai pris l'habitude de noter le nombre d'heures moteur à chaque plein et de contrôler la consommation (ça me sert à connaître le niveau du réservoir avec précision, la jauge étant plutôt fantaisiste)
Ci-joint une documentation avec les courbes de couple et consommation indiquées par le constructeur.
http://www.yanmar.com.au/media/35525/4jh2-dt(b)e.pdf

Cordialement

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SUNSHINE 36 GTE
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réponse n°199741
Chalkis a écrit :
 Bonjour,

Pour le moteur, il s'agit d'un Yanmar 4JH2DTE; 88,4 cv au vilebrequin, 85 cv à l'hélice, à 3600 t/mn.
Le voilier pèse 15 tonnes en charge (masse mesurée par un trave-lift) alors que le manuel du propriétaire indique 13 t. en charge...
Les consommations que j'ai indiquées correspondent à un régime moteur de 2200 t/mn (environ 1000 t/mn pour l'hélice)
C'est le régime moteur que j'utilise presque toujours (meilleur compromis bruit-vibrations-vitesse à mon avis).
La vitesse avec l'hélice tripale standard est de 6,8 noeuds et de 7,2 avec l'hélice J-Prop;
coque et hélices parfaitement propres, par mer plate et vent nul.
L'hélice standard a un pas certainement un peu court car le régime atteint 3800 t/mn à fond et la J-Prop un pas un peu long, le régime atteignant 3400 t/mn (réglage choisi R11).
Les consommations que j'ai indiquées sont des consommations moyennes sur 13 ans d'utilisation, j'ai pris l'habitude de noter le nombre d'heures moteur à chaque plein et de contrôler la consommation (ça me sert à connaître le niveau du réservoir avec précision, la jauge étant plutôt fantaisiste)
Ci-joint une documentation avec les courbes de couple et consommation indiquées par le constructeur.
http://www.yanmar.com.au/media/35525/4jh2-dt(b)e.pdf

Cordialement

 Merci pour ces données
Ce moteur développe donc environ 84,9 cv @ 3600 t/m à la sortie de l'arbre d'hélice (4% de perte par rapport au vilbrequin)
On suppose comme le constructeur une loi cubique pour la puissance utilisée à l'hélice

@2200 t/m
- Avec l'hélice standard au pas un peu faible qui ne fournit sa puissance maximale qu'à 3800 t/m la puissance à l'hélice vaut 84,9*(2200/3800)^3= 16,5 cv.
A cette puissance (qui correspond à 2080 t/m pour une hélice parfaitement adaptée), la consommation spcifique est d'environ 192 g/CV/h, soit 3168 g/h. En supposant une densité de 0,84 pour le gazole, la consommation est de 3,78 l/h.

- Avec la J-Prop, qui plafonne à 3400 t/m, la puissance maximale disponible est d'environ 84 cv. La puissance à l'hélice est 84*(2200/3400)^3 = 22,8 CV. La consommation spécifique pour cette puissance est de 183 g/l, donc 4172 g/h ou 4,97 l/h

La J-Prop consomme donc 1,2 l/h de plus que l'hélice fixe. MAIS C'EST LE PRIX A PAYER pour avoir une puissance de 22,8 CV au lieu de 16,5 CV, donc une vitesse de 7,2 noeuds au lieu de 6,8 noeuds.

Il faut être conscient qu'une faible augmentation de la vitesse peut avoir des conséquences importantes sur la consommation. Pour consommer moins, il faut diminuer la vitesse...

La différence en valeur absolu avec vos chiffres (3 - 3,78; 4 - 4,97) provient peut-être de la non prise en compte de périodes où le moteur n'est pas à 2200 t/m (manoeuvres d'entrée/sortie de port etc...). Ou alors, le moteur ne développe plus exactement la puissance maximale constructeur (compression un peu faible, etc...)

PS Le moteur est un peu surdimensionné pour naviguer vers 7 noeuds. Il n'utilise que 25% de sa puissance maximale...

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VOILIER (Monocoque)
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réponse n°199755

J'ai fait 2300 heures moteur avec le Yanmar 4JH2DTE, environ les 3/4 avec l'hélice standard et je confirme que la consommation réelle, mesurée s'établit à 3 litres (en fait légèrement en dessous: 2,8-2,9).
Ces consommations ont été mesurées sur de longs trajets lors d'allers-retours France-Grèce, le plus souvent au moteur malheureusement.
Les mesures sont fiables car il y a peu de manoeuvres lors des convoyages (3 étapes pour 800 milles) et il suffit de faire le plein et de diviser par le nombre d'heures.
A noter que je mets fréquemment la grand-voile en appui (mais en laissant le moteur à 2200)
Le moteur est surdimensionné, ç'est un choix, cela me permet de le faire tourner à faible charge et de diminuer le bruit, et en cas de besoin je peux naviguer à 8 noeuds (la vitesse maxi est supérieure à 9 noeuds)
Je pense que la vitesse de carène du bateau a une influence considérable sur la consommation; ma longueur à la flottaison est de 12,20 m, ce qui je crois donne une vitesse de carène d'environ 7,8 noeuds; à 6,8 nds j'ai la sensation que le moteur tourne "à vide".
A fond, à 3800 t, je ne pense pas qu'il utilise toute la puissance disponible (à vide sans faire tourner l'hélice, je crois me souvenir que le régime ne dépasse pas les 3800 T), le régime maxi théorique étant de 3600 t.
Quand l'hélice est un peu sale les données changent.

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SUNSHINE 36 GTE
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réponse n°199758
Chalkis a écrit :

1 - A noter que je mets fréquemment la grand-voile en appui (mais en laissant le moteur à 2200)

2 - Quand l'hélice est un peu sale les données changent.

 1 - Voilà l'explication...La consommation dépend fondalement de la puissance utilisée par l'hélice, pas de la vitesse de rotation. (Si cela était possible, faire tourner l'hélice dans l'air donnerait une consommation presque nulle -  la puissance utilisée/absorbée par l'hélice étant presque nulle - largement indépendante de la vitesse de rotation du moteur). Pour une vitesse donnée (donc une même résistance), la poussée à fournir par l'hélice est la différence entre la poussée totale nécessaire et la poussée vélique.

2 - Absolument vrai. La consommation peut augmenter de 30% pour une hélice couverte de PETITES coquilles (quelques mm)

PS Au fait, la poussée nécessaire pour propulser une bateau de cette taille à 6,8 N est d'environ 157 kg et 196 kg à 7,2 N, une augmentation de 24% (alors que la vitesse n'a augmenté que de 6% !).

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VOILIER (Monocoque)
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réponse n°199791

Bonjour,

j'ai cherché un peu et en utilisant les courbes de consommation du constructeur, j'arrive à une consommation de 3,2 litres par heure, ce qui est beaucoup plus proche de ce que j'ai mesuré; cela pour une hélice qui absorbe toute la puissance du moteur à 3600 T, le mien montant à 3800 T, à 2200 T il utilise un peu moins de puissance donc cela correspond aux 3 litres que j'ai mesurés.

Cordialement

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SUNSHINE 36 GTE
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réponse n°199795
Chalkis a écrit :
Bonjour,

j'ai cherché un peu et en utilisant les courbes de consommation du constructeur, j'arrive à une consommation de 3,2 litres par heure, ce qui est beaucoup plus proche de ce que j'ai mesuré; cela pour une hélice qui absorbe toute la puissance du moteur à 3600 T, le mien montant à 3800 T, à 2200 T il utilise un peu moins de puissance donc cela correspond aux 3 litres que j'ai mesurés.

Cordialement

 Bonjour,

Ce n'est pas ce que donne le calcul (et les courbes publiées) Clin

Pour une hélice parfaitement adaptée, la puissance maximale (max output with marine gear) est de 85 cv à 3600 t/m. A 2200 t/m, la puissance à l'hélice vaut 85*(2200/3600)^3 = 19,4 cv. C'est ce qu'on peut lire sur le graphique (propeller power curve): la courbe passe juste sous 20 cv à 2200 t/m.
La consommation spécifique pour cette puissance est donnée par la courbe du haut, à l'oeil 187 grammes par cv par h.
D'où une consommation horaire de 19,4 * 187 = 3628 GRAMMES par heure. La densité du gazole étant d'environ 0,84, la consommation horaire vaut donc 3.628/0,84 = 4,32 LITRES/heure.

Pour une hélice qui atteint 3800 t/m, la puissance maximale reste égale à 85 cv. On calcule la puissance à l'hélice: 85*(2200/3800) = 16,5 cv.
Il faut maintenant estimer la consommation spécifique. Pour une hélice parfaitement adaptée, une telle puissance (16,5 cv) est obtenue à 2080 t/m environ. (85*(2080/3600)^3 = 16,4 cv). Sur la courbe du haut, à 2080 t/m, on a à l'oeil une conso spécifique de 192 g/cv.h.
D'ou 16.5*0,192/0,84 = 3,77 LITRES par heure.

Il reste une différence avec les consommations mesurées: la raison en est vraisemblablement qu'en utilisant par moment les voiles, vous diminuez la puissance nécessaire à l'hélice pour atteindre la vitesse de 6,8 N, d'où une consommation plus faible. Encore une fois, la consommation dépend principalement de la puissance utilisée par l'hélice, et beaucoup moins de la vitesse de rotation du moteur...

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SILENT TROLLER 40
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réponse n°199829

Je suis d'accord avec ce qui est dit par Pytheas 54. On peut ajouter aussi qu'une consommation exprimée en litres par heures même prise sur de longues traversées n'a de signification que pour le porte monaie mais n'en a pratiquement pas beaucoup pour comparer
différentes associations moteur-réducteur-hélice-coque.
En effet pour une croisiére France Gréce les conditions rencontrées ne se reproduisent jamais deux fois de façons identiques, et plus particuliérement en ce qui concerne les courants de surface rencontrés qui peuvent être en Méditérranée largement de 0.5 noeuds dans un sens ou dans l'autre (et parfois beaucoup plus).
Pour caractériser proprement une motorisation, il faut donc s'affranchir de ces courants pour trouver trés exactement la vitesse réelle
de déplacement du bateau par rapport à l'eau. La méthode la plus simple que j'ai trouvée et celle proposée dans mon message du 6 Mai. L'autre méthode serait d'utiliser un de ces vieux loch à hélice trainé à au moins trois fois la longueur du bateau.
Il est aussi évident que si le vent est portant et que les moteurs sont conservés leur consommation diminuera fortement.
Par exemple sur mon bateau (motor sailer 13.5 tonnes 11.6m à la flotaison) les calcules confirmés par l'expérience montrent que:
Par un vent grand largue qui pousserait le bateau sans moteur à 4 noeuds, on parcours 3.1 miles par litre de Go a 6.8 noeuds.
Toujours à la même vitesse sans l'aide du vent on ne parcours plus que 2.1 miles par litre.
Ma proposition de calcules suivant ce que j'ai exposé le 6 Mai tient toujours pour autant que je ne reçoive pas de fichiers de tout STW.
François

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VOILIER (Monocoque)
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réponse n°199838

Bonjour,

Autant pour moi, bien vu Pythéas pour les calculs d'après les courbes; mais je ne suis pas convaincu que la grand-voile joue un rôle dans la différence observée.
Quand il n'y a pas du tout de vent, elle ne sert que d'anti-roulis.
Quand le vent est à 20° et ne permet pas de naviguer à la voile sans tirer de bords, elle porte et augmente la vitesse, il ne faut pas oublier que dans ces conditions il y a également un peu de clapot de face.
Il n'y a qu'en cas de vent portant (faible ne permettant pas de naviguer à la voile, le vent apparent étant de face) que la charge sur l'hélice va diminuer.
Et puis dès que le vent le permet je navigue à la voile quand même....

Quant aux courants, je ne vois pas en quoi ils pourraient jouer un rôle, ils sont parfois forts, par exemple à Messine j'ai passé le détroit avec une vitesse fond jusqu'à 12,4 noeuds, sans vent mais j'étais toujours au même régime moteur. (ma vitesse surface était de 6,8 N la mer étant "plate"). Ils sont faciles à évaluer avec un speedo étalonné, effectivement il y a souvent un courant dans un sens ou dans l'autre. (alternatif de marée à Messine par ex.)

Mes mesures "sur le terrain" correspondent à une moyenne mesurée sur 15 voyages France-Grèce et cela lisse les résultats.
Ce qui est sûr ç'est que l'état de la mer joue un rôle important, dès qu'il y a du clapot la vitesse chute et la consommation augmente (en gardant le même régime)
On peut penser que le vent de face ou portant joue un rôle.

En fait je pense que mon hélice a un pas "trop" faible et que la charge moteur très faible explique mes mesures différentes des calculs théoriques.

Connaître la consommation m'est utile pour calculer l'autonomie, les indications de la jauge étant pour le moins fantaisistes.

Je ne navigue pas à vitesse constante mais à régime constant car le régime 2200 T correspond au meilleur compromis pour mon oreille (bruit "faible", pas de vibrations, vitesse correcte), ce n'est pas le régime optimum mais ç'est celui qui me convient.

J'ai installé une hélice J-Prop pour la possibilité de modifier le pas, augmenter celui-ci pour diminuer le régime donc le bruit mais il y a plus de vibrations et au total ç'est moins agréable au moteur qu'une hélice classique. (j'ai d'ailleurs remonté celle-ci pour mon retour de Grèce en juillet 2011, une fois rentré j'ai remis la J-Prop).
A la voile bien sûr ç'est l'inverse.

Pour revenir à l'origine du fil j'ai constaté que l'hélice à pas ajustable consomme plus de GO à vitesse surface équivalente (avec un régime inférieur), vibre plus, et charge probablement plus le moteur, la consommation d'huile moteur étant plus élevée (nettement); il faut dire que les pales sont plates et le moyeu très gros et j'ai peut-être mis un pas un peu long.

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MELODY 1976
Inscrit forum
réponse n°199841

Bonjour,

J'ai été surpris des chiffres annoncés comme si, gravés dans le marbre, pour effecteur des calculs.

88.4CV au villebrequin. Quelle précision alors que les spécifs. constructeur sont en général garanties à 3-5%.
Pour un constructeur d'hélice, la perte dûe à l'inverseur et palier(s) d'arbre est plus près de 5%.
Personne ne parle de la longueur à la flottaison, du maître beau à la flottaison, et de l'enfoncement moyen.

Loin de moi l'idée de critiquer les réponse apportées ici mais sachant que si le calcul du trio bateau, moteur, hélice se pratique couramment dans les bureaux d'études, la partie tests en grandeur réelle amène bien souvent à modifier la partie la plus aisément modifiable...c'est à dire l'hélice. Car même si l'on s'aperçoit que la cage d'hélice est mal adaptée (ce qui est souvent le cas sur les voiliers qui supporteraient une hélice de plus grand diamètre), le constructeur ne modifiera pas ses moules et la solution sera une hélice plus petite, un pas plus grand et un rendement dégradé.

J'ai aussi trouvé étonnante cette courbe du Yanmar, car on ne peut pas parler de couple maximum puisqu'en diminution constante ?
Il me semble que l'on cherche à fonctionner aux alentours du couple max, pour le rendement et la consommation, ce qui correspond en gros aux 3/4 de du régime max du moteur donc peu ou prou le régime adopté pour la vitesse de croisière maximum (vitesse de croisière et pas vitesse de carène).

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SUNSHINE 36 GTE
Inscrit forum
réponse n°199842
melody a écrit :

1 - 88.4CV au villebrequin. Quelle précision alors que les spécifs. constructeur sont en général garanties à 3-5%.
Pour un constructeur d'hélice, la perte dûe à l'inverseur et palier(s) d'arbre est plus près de 5%.

2 - Personne ne parle de la longueur à la flottaison, du maître beau à la flottaison, et de l'enfoncement moyen.

3 - J'ai aussi trouvé étonnante cette courbe du Yanmar, car on ne peut pas parler de couple maximum puisqu'en diminution constante ?
Il me semble que l'on cherche à fonctionner aux alentours du couple max, pour le rendement et la consommation, ce qui correspond en gros aux 3/4 de du régime max du moteur donc peu ou prou le régime adopté pour la vitesse de croisière maximum (vitesse de croisière et pas vitesse de carène).

 1 - Personne j'espère n'est assez naïf sur ce forum pour prendre ces chiffres comme ayant une précision absolue. Au moins 5%, peut-être même 10% de marge d'erreur... Mais il faut bien des chiffres pour faire le calcul, autant prendre ceux du constructeur.
5% de pertes ?, j'ai pris 4%, comme le constructeur.

2 - Je ne comprends pas: ces paramètres sont importants pour calculer la vitesse maximale atteinte, pas la puissance délivrée par le moteur ou à l'hélice...

3 - Si on regarde les courbes de couples fournies par les constructeurs, on trouve toutes les formes...Le vieil adage, tourner vers le couple max, qui se trouve au 3/4 du régime max, n'a plus de sens aujourd'hui...
Les moteurs modernes (30 dernières années quand même) supportent bien de tourner à 60% du régime maximum, par exemple 2200 / 3600..., pas obligatoirement à 75%
Chaque plaisancier peut ainsi établir sa courbe de consommation avec les données constructeur, et choisir assez librement son régime préférée en fonction de la consommation voulue, du bruit, des vibrations etc...
Avec les hélices à pas réglable (on en trouve à moins de 1300 euros) on peut de plus adapter le pas à la performance souhaitée...

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MELODY 1976
Inscrit forum
réponse n°199845

Pytheas54,

2) Ces paramètres sont importants pour calculer la puissance nécessaire et l'hélice adaptée.

3) C'est vrai que l'on trouve des formes différentes de courbes de couple, plus ou moins comme le mont Blanc ou comme les vosges, mais une qui laise supposer que le couple max est  peut-être à 1000 rpm ou moins, pourquoi pas à l'arrêt (Ca serait super non?), c'est plus rare!

Je ne suis pas sûr que les moteurs modernes supportent mieux les sous-régimes que leurs ancêtres. Parler à un propriétaire de l'état de son moteur dans trente ou quarante ans lui semblera sûrement irréaliste et hors de propos.
A noter que le inverseurs acceptent différentes puissances en entrée selon la destination: Plaisance, intermédiaire et continue ainsi qu'une durée max d'usage. Par exemple pour le TMC40 de Technodrive, en plaisance c'est 300 h/an avec 26KW et 3600 RPM et en régime continu (la pêche) 23KW et 2300RPM mais en permanence.

Donc si on travaille en dessous, c'est bon pour l'inverseur mais pas forcément pour le moteur.

Enfin, pour les hélices à pas réglable (et non à pas variable qui est une autre histoire), c'est plus pour pouvoir adapter le pas à l'ensemble bateau/moteur/hélice auquel correspond une hélice fixe calculée avec un pas défini. Il est vrai qu'une hélice fixe calculée doit souvent être reprise pour adaptation et que l'hélice à pas réglable prend ici un avantage, bien que certains argueront du fait que dans ce type d'hélice le pied de pale n'est pas des plus hydrodynamique.

Allez, j'enfonce le clou! Il est fort intéressant de faire un calcul d'hélice avec un bateau (8m-11m) en charge normale (c.à.d. promenade à la journée du skipper) et un bateau prêt à la croisière d'été, avec tous les pleins et tous ses passagers, bouteilles de picrate etc. C'est surprenant.

On doit forcément arriver à un compromis (chose dûe disait Coluche) et on aura un ensemble qui sera moyennement adapté à toutes les circonstances. Bon, c'est vrai que sur le bateau de Bolloré ( en charge ou pas ) ça a tout de suite moins d'importance.

Cordialement,

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réponse n°199873

Le régime optimum pour un diésel du type des moteurs que nous avons tous et le régime dit "ralenti-accéleré".
C'est une vitesse de rotation qui se trouve à environ 200 à 300 tr/mn au delà du régime où le couple est maximum, Pourquoi?
A ce point de fonctionnement la courbe de couple est descendante, ce qui veut dire que tout effet qui tendrait à ralentir le moteur lui fait
augmenter son couple et réciproquement toute perturbation qui tend à accelérer le moteur lui fait perdre du couple. Un point de fonctionnemnt sur la partie descendante du couple est donc auto stabilisant pour la vitesse de rotation du moteur. Ce qu'il apprécie
particuliérement.
On comprends que travailler sur la courbe ascendante du couple, pour les raisons inverses, place le moteur dans des conditions de fonctionnement instables.
Alors dans quelle gamme de vitesse peut-on travailler? Il faut pour cela fouiller pour trouver le taux d'utilisations de nos moteurs.
Nos moteurs ne sont absoluement pas faits pour une utilisation intensive (Heavy duty). Faire par exemple tourner un D2-75 Volvo plus de 2 heures environ a 2800 imposera de le laisser se reposer ensuite. A 2300, il peut théoriquement travailler en continue. Ces courbes de taux d'utilisation ne sont pas publiées par les constructeurs, à ma connaissance, car on le comprends pas trés vendeuses. Ce serait pourtant bien utile.
Peut- on travailler a vitesse constante pendant des heures, 2300 tr/mn par exemple, ou même à faible vitesse, eh bien en fait non.
Les heures, même à la vitesse stable que le moteur préfére sont néfastes pour le turbo qui a alors tendance à s'encrasser (J'en ai fait l'expérience) Il faut donc pour éviter cela, dans ces conditions monter le régime moteur, 2600tr/mn, toutes les heures pendant quelques minutes (pour décrasser le turbo).
Alors, les économies de Fuel passent aussi par la compréhension du moteur pour le maintenir au mieux de sa forme.
La méthode que j'ai proposée plus haut (mon message du 6 Mai) permet d'estimer proprement une grandeur liée a la résistance de coque puis de comprendre une stratégie d'utilisation de son moteur sachant l'hélice utilisée ou à adapter.
François

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réponse n°199877
Arion a écrit :
1 - Le régime optimum pour un diésel du type des moteurs que nous avons tous et le régime dit "ralenti-accéleré".
C'est une vitesse de rotation qui se trouve à environ 200 à 300 tr/mn au delà du régime où le couple est maximum, Pourquoi?
A ce point de fonctionnement la courbe de couple est descendante, ce qui veut dire que tout effet qui tendrait à ralentir le moteur lui fait augmenter son couple et réciproquement toute perturbation qui tend à accelérer le moteur lui fait perdre du couple. Un point de fonctionnemnt sur la partie descendante du couple est donc auto stabilisant pour la vitesse de rotation du moteur. Ce qu'il apprécie particuliérement.
On comprends que travailler sur la courbe ascendante du couple, pour les raisons inverses, place le moteur dans des conditions de fonctionnement instables.

2 - Alors dans quelle gamme de vitesse peut-on travailler? Il faut pour cela fouiller pour trouver le taux d'utilisations de nos moteurs.
Nos moteurs ne sont absoluement pas faits pour une utilisation intensive (Heavy duty). Faire par exemple tourner un D2-75 Volvo plus de 2 heures environ a 2800 imposera de le laisser se reposer ensuite. A 2300, il peut théoriquement travailler en continue. Ces courbes de taux d'utilisation ne sont pas publiées par les constructeurs, à ma connaissance, car on le comprends pas trés vendeuses. Ce serait pourtant bien utile.
Peut- on travailler a vitesse constante pendant des heures, 2300 tr/mn par exemple, ou même à faible vitesse, eh bien en fait non.
Les heures, même à la vitesse stable que le moteur préfére sont néfastes pour le turbo qui a alors tendance à s'encrasser (J'en ai fait l'expérience) Il faut donc pour éviter cela, dans ces conditions monter le régime moteur, 2600tr/mn, toutes les heures pendant quelques minutes (pour décrasser le turbo).
Alors, les économies de Fuel passent aussi par la compréhension du moteur pour le maintenir au mieux de sa forme.
La méthode que j'ai proposée plus haut (mon message du 6 Mai) permet d'estimer proprement une grandeur liée a la résistance de coque puis de comprendre une stratégie d'utilisation de son moteur sachant l'hélice utilisée ou à adapter.
François

 Je suis perplexe devant beaucoup de ces affirmations
1 - Prenons l'exemple du Penta D2-75: couple maximum à 1800 t/m (voir image) Donc la vitesse optimale serait entre 2000 à 2100 t/m... C'est un régime très/trop bas... et je ne vois pas en quoi il est optimal.
Fonctionnement dans la partie descendante du couple et son effet auto-stabilisateur: C'est peut-être vrai pour les moteurs automobiles, mais pas pour les moteurs marins à REGULATEUR. Si tant est qu'il y ait des phénomènes perturbateurs (lesquels, je ne sais pas trop), le régulateur, comme son nom l'indique, ramène très rapidement la vitesse de rotation à sa valeur initiale...

2 - C'est vrai, les moteurs marins ne sont pas heavy duty, comme les moteurs des générateurs électriques. C'est pourquoi Volvo indique une vitesse maximale de rotation en continu  inférieure à la vitesse maximale possible: ici 2700 et non 3000 t/m. Mais je voudrais bien une preuve que ce moteur ne doit pas tourner des jours à cette vitesse, et que cela n'est possible qu'à 2300 t/m.
Le cas du turbo: tous les constructeurs précisent qu'un moteur turbo-alimenté ne doit pas tourner à une vitesse trop faible. C'est pourquoi un tel moteur est moins souple d'emploi qu'un moteur atmosphérique: il doit tourner à une régime assez élevé. Sinon, monter en régime pendant quelques minutes toutes les 2 ou 3 heures est une recommandation que l'on trouve dans tous les manuels d'utilisation.

Pour le choix d'un moteur, il y a un EXCELLENT article ici (ref 1)
Pour le choix d'une hélice optimale, voir par exemple le grand classique qu'est le bouquin de Larsson & Eliasson, Principle of Yacht Design (ref 2). Mais il faut le plan des lignes du bateau...

PS A mon avis, la plus grosse difficulté dans le choix d'une hélice est de bien spécifier ce que l'on veut: exemple une vitesse maximale de 7 noeuds en croisière. Mais voulez atteindre cette vitesse par petit temps, ou même contre un force 6 dans une mer formée ? donc, quelle vitesse voulez vous quand les conditions sont difficiles. On peut alors calculer les caractéristiques de deux (ou de plusieurs) hélices dans diverses conditions, pour retenir une hélice moyenne... Peu nombreux sont les professionnels qui vont se fatiguer à faire ces différents calculs...

http://www.todddunnmicroyachts.com/tortuga/repower.html

http://www.amazon.com/Principles-Yacht-Design-Lars-Larsson/dp/0071487697

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SILENT TROLLER 40
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réponse n°200076

Pytheas 54,
Merci beaucoup pour le lien N°1. J'ai épluché une centaine de publies sur le sujet, mais ce papier remarquable m'avait échapé.
Je suis content de constater que d'autres ont suivi la même démarche que moi et sont arrivés à des solutions voisines.
Si intéréssé cliquer sur Arion pour obtenir mon mail, je pense qu'a ce niveau la discussion devient trop technique pour ce forum
et d'aucun ne manqueront pas de remarquer qu'on les barbes?
1/Moteur qui tend à ralentir?: J'ai bien écrit qui "TEND" à ralentir, c'est donc une perturbation qui si elle se prolongeait ralentirait le moteur. C'est évidement le cas a chaque vague par mer de l'avant. Est ce que dans ces conditions le régulateur du moteur a le temps de réagir, à verifier, mais j'en doute. C'est pourquoi la partie descendante de la courbe de couple est plus confortable pour le moteur puisque quand il TEND a perdre des tours il gagne en couple ce qui aide le régulateur à récupérer les tours (ce qui n'est pas le cas de l'autre coté du maximum).
Est ce qu'il y a couplage entre le freinage du bateau et la vitesse de rotation des hélices? Evidement oui, c'est même ce qui est décrit
par le groupe d'équations de la théorie Kt-Kq qui donne le couplage qu'il y a entre poussée de l'hélice, sa vitesse de rotation, la résistance de coque et la vitesse d'avance.
2/200 à 300 tr mn au delà du max: Je me suis trompé, sur les moteurs modernes avec des courbes de couple trés plates 500 est un meilleurs ordre de grandeur. Sur mes D2-75 je tourne a 2300.
3/ Tout le monde sait qu'il faut décrasser le turbo!: Une simple discussion sur les pontons montre que c'est totalement faux et que c'est le genre d'info qu'il n'est pas vain de communiquer réguliérement. Ce n'est absoluement pas écrit dans le manuel utilisateur de mes Volvo par exemple. Si il y a une méthode plus conseillée pour cette opération je suis preneur.
Et à ce propos que valent les additifs miracles qui sont sensés faire le travail?
François

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réponse n°200103
Arion a écrit :
 d'aucuns ne manqueront pas de remarquer qu'on les barbe

Et je reponds:

Moi Maître de Méridien je lis à voix basse et je fais mon miel de cette substantifique moëlle! Et je pense à vous chaque matin en me rasant. Et bonne journée.
  Le titre est suffisamment clair

Le site de la Grande Croisière...