1/ Voir fonctionner une hélice    2/ Test en bassin d'un modèle réduit    3/ Moteurs et hélices en taille réelle

4/ Dessiner et confectionner une hélice (en projet)

1/ Voir une hélice fonctionner sous l'eau :

Alexandre et Oliver ont construit un support pour pouvoir faire tourner sous l'eau une hélice au bout d'un arbre de transmission. L'arbre d'hélice est relié au moteur par un joint de Cardan

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L'hélice est plongée dans l'eau de l'aquarium. la photographie est prise à travers la vitre, sous la surface. Quand elle tourne, l'hélice brasse l'eau vers l'arrière et crée une poussée par réaction.

Quand l'hélice tourne trop vite, elle aspire l'air de la surface et produit une écume blanche faite de milliers de bulles d'air. Ce phénomène a les mêmes effets que la cavitation: il enlève beaucoup d'efficacité à l'hélice, la poussée est moins forte.

Pour éviter l'aspiration de l'air et la formation de bulles, l'hélice doit tourner moins vite ou bien être placée plus loin de la surface. Remarque: la cavitation est un phénomène beaucoup plus complexe : les dépressions importantes sur les pales des hélices parviennent à détendre l'air dissous dans l'eau - ou même à vaporiser l'eau - et il y a formation de bulles.

Gif animé:

 

Test de force du moteur avec une hélice à quatre pales:

 

Voir la séquence vidéo de ce test

Test d'un modèle réduit de bateau:

Nous testons en classe la force de traction de la vedette miniature que certains élèves ont restaurée. Pour cela Loïc et Estelle ont fabriqué un système de poulies qui permet de garder la corde à l'horizontale puis de la faire monter et redescendre verticalement pour soulever des poids. Ils ont mis la vedette dans l'aquarium; elle a réussi à soulever des poids de 100 g, 200g, 300 g mais a eu du mal à soulever le poids de 400 g qui retirait le bateau en arrière. Nous avons testé plusieurs hélices, deux bipales et une tripale.      Charles

 

Loïc dépose une goutte d'huile sur les axes pour faciliter la rotation des poulies:

 

Sur cette photo on voit le système de poulies, les poids soulevés et les remous provoqués par l'hélice:

 

La force du bateau

Pendant la séance d'expériences le maître nous a présenté la vedette que des élèves on peinte en appliquant de la peinture anti-rouille. Loïc et Estelle ont fait un montage sur l'aquarium pour évaluer la force de traction du bateau. Des poids étaient suspendus à une corde qui traversait des poulies et qui était reliée au bateau.

Nous avons essayé avec un transformateur mais il n'avait pas assez d'intensité, nous avons donc utilisé une batterie de 6 volts. Nous avions le choix entre trois hélices, une tripale et deux bipales; nous les avons essayées tour à tour.      Mathieu

 

Pour compléter ces expériences, il faut un système plus précis que des poids, c'est ce qui est réalisé ici avec un ressort et un réglet gradué. L'idéal serait d'utiliser un dynamomètre.

C'est l'hélice tripale qui s'est révélée la plus efficace.        

 

4/ Quelques exemples en taille réelle (photos: Salon nautique de La Ciotat)

Moteur diesel de 16 cv, arbre d'hélice et hélice tripale utilisés pour la propulsion d'un bateau de plaisance.

Gros moteur Caterpillar de 811 chevaux:

Deux belles hélices en bronze, l'une à 5 pales et l'autre à 6 pales:

Chaise d'hélice à inclinaison variable avec une hélice quadripale (tout en bronze massif)

Hélice quadripale à pas variable:

Groupe de propulsion avec deux hélices à pas contrariés:

 

Propulseurs d'étrave à moteurs électriques, destinés à faciliter les manoeuvres: