Pour avancer sur l’eau, un bateau a besoin d’une force extérieure qui le propulse et lui permet de vaincre la résistance à son déplacement. Autrefois, il existait de nombreux moyens de propulsion, que l’on peut regrouper en quatre catégories. La première est la force humaine, comme les pagaies, les perches et les avirons ; la deuxième, la force animale, comme le halage ; la troisième, la force du vent, comme les voiles ; et la quatrième, la force mécanique, comme les roues à aubes et les hélices, entre autres.
Avec le développement continu des sciences et des technologies, l’hélice s’est imposée parmi les nombreux dispositifs de propulsion. En 1752, des physiciens ont rapporté que l’hélice était supérieure aux différents systèmes de propulsion qui l’avaient précédée. En particulier, après l’apparition des machines à vapeur à grande vitesse, les hélices ont remplacé de nombreux autres systèmes de propulsion et se sont progressivement généralisées.
Le principe de l’hélice est relativement simple. Les pales mettent l’eau en mouvement et lui communiquent une vitesse opposée à la direction de la poussée ; l’eau exerce alors sur l’hélice une force de réaction, appelée poussée. Le théorème de la quantité de mouvement en mécanique des fluides permet également de l’expliquer : lorsque l’eau traverse le disque de l’hélice, elle accélère sous l’action des pales. Sa quantité de mouvement change donc. Selon ce théorème, la variation de quantité de mouvement d’un fluide pendant une période donnée est égale à la force qui s’exerce sur lui. La force de réaction associée à la variation de la force exercée sur le fluide correspond précisément à la poussée de l’hélice.
