L' océan produit des forces contraires à la vitesse d'un navire (vagues par exemple).

Un foil est une surface profilée immergée qui transmet, à grande vitesse, une force de portance à son support variable en fonction de la vitesse du navire.

Le foil a donc été créé dans le but d'augmenter la vitesse, tout en gardant une stabilité convenable.

Tout comme pour la voile, les foils fonctionnent grâce à la pression.
Cependant, ce n'est pas ici la pression de l'air qui entre en jeu, mais la pression de l'eau....
On cherche donc à montrer ce qui permet au bateau de s'élever.
La forme profilée du foil  fait que le côté supérieur bombé du foil est plus long, étant donné qu'il est courbé et que le côté inférieur est plat.
Or la nature a horreur du vide, donc les molécules d'eau situées au-dessus du foil sont "accélérées" pour arriver en même temps que les autres. Celles qui sont passées en-dessous du foil, du côté plat du foil ont donc un trajet plus court.
Par conséquent, les molécules d'eau situées du côté supérieur du foil sont plus rapides que celles situées du côté inférieur.

 

Vue en coupe d'un foil
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D'après le théorème de Bernoulli, on sait qu'à altitude égale, la pression d’un fluide diminue quand sa vitesse augmente et augmente quand sa vitesse diminue.

 

D'un côté du foil, la vitesse du fluide est faible et donc la pression élevée : c'est l'intrados. D'un autre côté, la vitesse du fluide est élevée, la pression est donc faible : c'est l'extrados

 

 

Vue en coupe d'un foil

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La surpression située sur l'intrados génére une force de poussée sur le foil.
La dépression située sur l'extrados entraîne une force d'aspiration sur le foil.
Ces forces de poussée et d'aspiration peuvent être représentées par des vecteurs:

 

 

Vue en coupe d'un foil

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Or, on observe que l'extrémité du vecteur représentant la poussée de l'intrados et l'origine du vecteur représentant l'aspiration de l'extrados sont confondues.

 

Donc, par la relation de Chasles, la somme de ces deux vecteurs - qui est donc la force de portance due à l'écoulement de l'eau sur le foil que transmet le foil au voilier peut être représentée en un seul vecteur :
 

 

 

 

Vue en coupe d'un foil

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cette différence de pression créé donc sur chaque foil une force de portance, un déplacement de la zone de depression élevée vers la zone de faible pression: de l'intrados vers l'extrados…

 

 

Vue de face d'un voilier avec de gauche à droite un foil en T inversé et un foil en V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Donc grâce aux foils, la portance ne s'exerce plus sur les coques de l'AC72 mais sur ses foils, la trainée est alors diminuée , il va donc plus vite.

Il gagne 10 à 15%  de sa vitesse initiale.

 

Le but avec les foils a été de maintenir une vitesse supérieure de manière régulière:

Sous l'eau, le foil en T crée une force de portance verticale qui soulève le bateau hors de l'eau, le déjaugeage.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ce sont ensuite les foils placés à l'avant qui aident à maintenenir le bateau en l'air. Leurs surfaces appelées "winglet" permettent une plus grande portance.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

On observe que le poids exercé en ligne droite est d'environ 8 tonnes (photo de gauche) tandis que lors du virement le poids exercé sur un foil peut monter jusqu'à 15 tonnes(photo de droite).

De plus les foils en augmentant la vitesse du bateau ont même permis à la team New Zealand  de "foiler" au près. Naviguer au près signifie avoir une prise au vent de la voile moins importante.