Puissance par m2

On me demande quelle taille de cerf-volant est nécessaire pour tirer un grand bateau.

La question comme ça est un peu vague, il faut donc faire des hypothèses.
Un bon début est peut-être de donner la formule donnant la puissance du vent par 1m2. Cela correspond au flux de l'énergie cinétique du vent à travers 1m2

Une première expression est donc celle de la puissance incidente du vent
1/2*rho*v*S*v^3
Pour un vent de 8m/s (15kt) cela donne une puissance de 275W/m2.
Il faut ensuite considérer la limite de Betz qui donne un "rendement théorique" maximal (16/27) qui est dû au fait que toute l'énergie ne peut pas être récupérée. Cela donnerait une puissance théorique max de 163W/m2. La question est ensuite quelle surface de référence prendre.

Dans le cas d'une éolienne c'est généralement la surface balayée par les pâles qui est considérées. Pour un cerf-volant, il faudrait considérer cette surface également, mais comment la caractériser?

Une deuxième approche est de partir du rapport portance sur traînée. C'est l'approche de Loyd en 1980.
A 15kt, 600m2 produiraient 1MW avec un rapport CL/CD de 5 dans l'idéal, soit un peu moins de 2kW par m2. Plus vraisemblablement on peut retenir 1kW (1.4CV) par m2 pour une aile de kite (bien plus pour une aile rigide).

Pour un petit bateau, 4 à 5m2 peuvent donc remplacer un petit moteur 6CV si le vent est là.

Des calculateurs en ligne permettent d'estimer la vitesse du bateau et peut-être d'extrapoler à de plus grands bateaux !