Gréement carré

Maquette d'un chaland romain gréé avec une voile carrée.

Le gréement carré, simple à mettre en œuvre, remonte à l'Antiquité. Les bateaux grecs ou romains portaient généralement une voile carrée unique. Il est utilisé par les vikings et c'est sans doute pour cette raison qu'il prédomine dans les embarcations d'Europe du Nord à la fin du Moyen Âge alors qu'en Mer Méditerranée, caractérisée par des vents inconstants, la voile latine, qui permet de remonter contre le vent, l'emporte. La caravelle type de navire mis au point par les Portugais au début du XV^e siècle utilise les deux types de gréement pour bénéficier de leurs avantages : le navire comporte deux à quatre mâts avec un grand mât (mât principal) portant généralement une voile carrée unique. La caravelle, grâce à ses qualités marines, permettra aux portugais de jouer un rôle pionnier dans les voyages d'exploration au long cours qui déboucheront sur la découverte de l'Amérique. Dans la seconde moitié du XV^e siècle, sur les navires marchands qui comportent traditionnellement trois mâts, une flèche prolonge le grand mât au-dessus de la hune et porte une petite voile carrée, le hunier. Seul le mât arrière est gréé avec une voile latine tandis qu'à l'avant une petite voile rectangulaire la civadière facilite les manœuvres[1]. Pour ramasser un maximum de vent aux allures portantes les voiles carrées sont à cette époque très creuses. Elles comportent dans leur partie inférieure des bandes qui peuvent être détachées (délacées) pour réduire la surface de la voilure lorsque le vent forcit[2].

Au cours du XV^e siècle apparaissent les premiers voiliers, comme le Henri Grâce à Dieu comportant une division de la voilure qui va devenir un standard : celle-ci comprend de bas en haut sur un même mat la grand voile (misaine sur le mat de misaine), puis le hunier et au sommet le perroquet[3]. Au XVII^e siècle les mâts verticaux (et non plus penchés en arrière) faute de disposer d'arbres suffisamment haut, sont composés de trois tronçons correspondant chacun à une des trois voiles carrées standard : le bas-mât, le mât de hune (au niveau du hunier) et le mât de perroquet au sommet. Les trois sous-ensembles sont attachés entre eux au niveau des hunes, plateforme circulaire qui dispose sur son pourtour de l'haubannage maintenant le tronçon supérieur. Le mât est généralement en bois de pin tandis que la vergue est en sapin. Au siècle suivant cet ensemble culmine sur les plus grands navires à plus de 60 mètres au-dessus de la surface de l'eau[4].Le XIX^e siècle voit à la fois l'apogée et le déclin des voiliers équipés de gréement carré. Les bateaux à vapeur brûlant du charbon, moins sensibles aux caprices du vent, remplacent progressivement les grands voiliers. Les armateurs de voiliers tentent de faire face en profitent des progrès dans le domaine de la construction navale pour accroitre le tonnage des voiliers tout en augmentant le nombre de mâts et la hauteur de ceux-ci. Les voiliers de la seconde moitié du XIX^e siècle utilisent le fer puis l'acier dans les espars (partie basse des mâts, vergues inférieures) et dans les manœuvres (bras, écoutes...). Des treuils fonctionnant grâce à des moteurs à vapeur permettent de réduire la taille de l'équipage affecté à la manœuvre des voiles. La surface de la voilure des plus grands voiliers, qui peut comprend jusqu'à 7 étages sur un même mât, peut dépasser 5 000 m². D'autres choix architecturaux, qui privilégient la vitesse grâce à des formes de coque appropriées, sont également mis en œuvre pour les clippers. Les voiliers de commerce, face à la concurrence des bateaux à vapeur, tentent de survivre sur les routes maritimes les plus longues qui bénéficient de vents réguliers et ne disposent pas de ports d'escale permettant aux navires à vapeur de se ravitailler en combustibles : partis d'Europe, ils vont chercher le nitrate du Chili, la laine et le blé en Australie et le thé à Ceylan en établissant parfois des records de vitesse qui ne seront égalés que par des multicoques de course à la fin du XX^e siècle.

Les derniers grands voiliers de commerce sont construits avant la Première Guerre mondiale. Certains des voiliers qui survivent au conflit poursuivent leur activité notamment grâce à l'armateur suédois Gustaf Erikson. Celui-ci fait l’acquisition des grands voiliers les plus performants pour transporter le blé d'Australie. La Seconde Guerre mondiale met définitivement fin à l'activité des navires de commerce à gréement carré. Les derniers exemplaires sont acquis par les marines nationales et servent de navires-écoles. Des copies de vieux gréements comme l'Hermione, dont l'original est sorti des chantiers navals en 1779, sont construits au titre de la conservation du patrimoine maritime.

• Évolution des trois mâts utilisant un gréement carré
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  XVI^e siècle-XVII^e siècle ; civadière à l'avant, nombre d'étages de voilures limité, voile latine à l'arrière
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  XVIII^e siècle : les focs remplacent la civadière, les mâts prennent de la hauteur permettant l'installation d'étages de voiles supplémentaires, une voile carrée est ajoutée au mât d'artimon
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  XIX^e siècle : la mât d'artimon atteint des dimensions comparables aux autres mâts, la brigantine, une voile aurique, remplace la voile latine.

La superposition des voiles carrées sur un même mât facilite leur manipulation en divisant leur surface et permet d'adapter la surface de la voilure à la force du vent.

La voile carrée en fait est de forme légèrement trapézoïdale : le bord supérieur, qui est fixé à la vergue, est un peu plus court que le bord inférieur. Les trois côtés non fixés à la vergue sont libres et ne sont tenus que via des cordages fixés aux coins. La bordure supérieure de la voile est appelée l'envergure, la bordure inférieure est le fond ou la bordure et les deux bordures de côtés sont désignées sous le terme de chute. La vergue est un espar de bois (en métal sur les grands voiliers du XIX^e siècle) qui est attaché au mât et maintenu en position horizontale. Au repos il est perpendiculaire à l'axe longitudinal du voilier[5]. Lorsque la voile liée à la vergue est déployée, l'orientation de cette dernière peut être modifiée de plusieurs dizaines de degrés pour optimiser l'incidence du vent sur la surface de la voile. Le système d'attache de la vergue à l'avant du mât permet ce pivotement : il comprend d'une part un étrier fixé à hauteur de la vergue d'autre part une chaine dont les points de fixation permettent de maintenir la vergue en position horizontale[6].

Pour obtenir une force propulsive plus importante rendue nécessaire par l'augmentation du tonnage des navires, les constructeurs de navires ont multiplié le nombre de voiles carrées. À cet effet ils ont commencé par faire passer le nombre de mâts à deux puis à trois (de l'avant à l'arrière : mât de misaine, grand mât, mât d'artimon) ce qui permettait de garder une hauteur de mât raisonnable et d'obtenir un plan de voilure équilibré. Des techniques sont par la suite mises au point permettant d'obtenir des mâts plus élevés. Cet allongement de la mâture permet d'établir plusieurs voiles carrées les unes au-dessus des autres. Au XVIII^e siècle on trouve ainsi de manière classique trois voiles superposées de taille décroissante de bas en haut : la voile principale (désignée selon le mât grand voile, misaine ou artimon), le hunier et le perroquet. Les voiles les plus hautes sont repliées lorsque le vent forcit pour limiter les forces s'exerçant sur la mâture et réduire la gîte du navire. Au contraire lorsque le vent est très faible des voiles supplémentaires sont fixées à l'extrémité des vergues : les bonnettes. Les voiles carrées peu efficaces aux allures proches du vent debout sont complétées par des voiles placés à l'avant initialement de forme rectangulaire - la civadière - par la suite triangulaire - les focs-. Une voile aurique (la brigantine) ou latine est placée sur le mât arrière. Enfin des voiles d'étai initialement de forme carrée puis de forme triangulaires sont placées entre les mâts.

Au XIX^e siècle de nouvelles configurations sont utilisées. Le nombre de mâts est accru : les quatre-mâts à gréement carré se généralisent et quelques navires comptant encore plus de mâts (jusqu'à 7) sont construits. Le nombre d'étages de voilure grâce au recours à des vergues volantes (mobiles) qui permettent de diviser la surface du hunier et du perroquet par deux et par l'ajout en tête de mat d'un cacatois et d'un contre-cacatois. La voile aurique gagne d'autres mâts et on trouve des configurations ou il ne subsiste plus qu'un seul mât portant une voilure carrée alors que de 2 à 6 mâts portent une voilure aurique.

Manœuvres courantes a l'extrémité d'une vergue de gréement carré d'un grand voilier traditionnel.

Désignation des voiles principales sur un gréement à trois-mâts carré

Le voilier dont le schéma est reproduit ci-dessous comporte le nombre maximum d'étages de voilure (7). Certaines des voiles des gréement carré ne sont pas des voiles carrées : la brigantine à l'arrière, les focs à l'avant ainsi que les voiles d'étai entre les mâts. Sur le schéma ne figurent pas les bonnettes qui peuvent être fixées en bout de vergue par petit temps (vent faible).

A Beaupré B Bout-dehors C Mât de misaine D Grand mât E Mât d'artimon 1 clinfoc 3 grand foc 5 misaine 12 grand-voile 20 voile barrée ou artimon 2 petit foc 4 faux foc 6 hunier fixe de misaine 13 grand hunier fixe 21 hunier fixe de fougue 7 hunier volant de misaine 14 grand hunier volant 22 hunier volant de fougue 8 petit perroquet fixe 15 grand perroquet fixe 23 perruche fixe 9 petit perroquet volant 16 grand perroquet volant 24 perruche volante 10 petit cacatois 17 grand cacatois 25 cacatois de perruche 11 petit contre-cacatois 18 grand contre-cacatois 26 contre-cacatois de perruche 27 voile d'étai 19 brigantine

Différentes configurations de gréement ayant recours aux voiles carrées ont coexisté. La classification des navires à gréement carré du XIX^e siècle repose sur le nombre de mâts et sur le type de voilure porté par chaque mât. L'ensemble formé par un mât et sa voilure étant appelé un phare (par allusion à sa forme), on distingue trois types de phares selon la voilure qu'ils portent[8] :

• Le phare carré : le mât ne comporte que des voiles carrés
• Le phare carré complet ; c'est un phare carré qui comporte en plus une voile aurique (brigantine du mât d'artimon sur un trois mâts classique)
• Le phare goélette ; mât dépourvu de voile carré mais comportant une voile aurique (ou voile goélette).

• Exemples de voilier utilisant des voiles carrées
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  Réplique de la frégate Hermione de 1779
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  Goélette à huniers Pride of Baltimore II : les deux huniers, situés à l'avant sont cargués.
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  Trois-mâts carré HMS Victory (1765), navire de l'amiral Nelson vainqueur de la bataille de Trafalgar.
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  Clipper Stad Amsterdam de type trois-mâts carré