Les matériaux composites représentent un excellent compromis alliant propriétés mécaniques élevées et masse réduite pour la fabrication d’un hydrofoil performant. Cette étude analyse expérimentalement et numériquement l’impact du drapage composite sur la réponse hydrodynamique des hydrofoils. Quatre foils d’échelle réelle, de même géométrie mais de drapages différents sont fabriqués en fibres de verre et carbone. Des comparaisons entre les résultats expérimentaux de caractérisation mécanique des foils et des outils numériques calculant les propriétés des matériaux composites montrent une bonne cohérence entre les différentes méthodes expérimentales utilisées et une concordance avec les approches numériques présentant des écarts relatifs inférieurs à 10% sur la rigidité en flexion des hydrofoils. Des expériences hydrodynamiques son réalisées dans un bassin de courant pour 2 nombres de Reynolds et plusieurs incidences. Les comparaisons des différents hydrofoils entre eux montrent dans les mêmes configurations, des performances hydrodynamiques impactées par le drapage des strutures. Une comparaison des déplacements et efforts expérimentaux avec les résultats issus de l’outil numérique ”FS6R” développé pour des calculs d’interaction fluide structure montre de bon résultats sur ces structures orthotropes (écarts relatifs < 10%).

 

Composite materials are good candidates for hydrofoil manufacturing, ensuring a good balance between strength and weight. This study investigates experimentally and numerically the influence of the laminate layup on the hydrodynamic performances of a foil piercing the free surface. Four real scale hydrofoils with a constant chord, geometrically identical with different composite lay-up made up in glass or carbon fiber, are used for experiments. Mechanical properties of the foils are experimentally obtained and comparisons to numerical approaches calculating composite properties show a good consistency in the different experimental tests and good agreements of numeric and experiments (relative difference < 10%) when looking at the bending stiffness. Hydrodynamic experiments are carried out in a flume for several incidences and flow stream velocities. For the same configuration, hydrodynamic performances are different from one structure to another, highlighting the impact of the composite structure. Comparisons to the numerical FSI tool FS6R is realized and shows good agreements with experiments on the orthotopic structures. This tool improves the knowledge of the FSI on composite hydrofoils which helps to improve their design and therefore the sailing yacht performances.