Archive de la Mangue Bleue

Cette page résume l'ensemble du travail sur la Mangue Bleue, le bateau de Franck, sur lequel nous allons gréer un mât sur chaque coque, avec deux gréement différents: une aile rigide auto-régulée, et une voile épaisse à profil déformable.

(Pour avoir plus de détails sur chaque sujet, cliquez sur le titre de chaque paragraphe, pour avoir l'article entier)

--- Septembre 2014: Mise à l'eau d'une construction amateur    

Juillet 2014: Franck, un ami, a passé deux ans à construire à son lycée, et avec ses élèves, un bateau pour lui. D'après ses propres plans, et réalisé en sandwich. Ce sandwich est composé d'un contre-plaqué de 8mm, une feuille de polystyrène basse densité de 2cm, puis un contre-plaqué de 5mm, le bateau est à bouchains, et constitué de deux coques d'1m60 de large et 12m de long, et d'une grande plate-forme. Les liaisons sont à base de petites équerres métalliques.

Comme le projet pédagogique n'intéressait pas le nouveau proviseur, celui-ci lui a demandé gentiment de bien vouloir dégager rapidement le zinzin, et en a profité pour le remercier. Ça, c'est fait!

Nous nous organisons donc pour que les coques et la plate-forme rejoignent la plage d'Iloni, sur laquelle nous ré-assemblons l'ensemble du bateau.

La mise à l'eau se fait à la force humaine: On fait rappliquer les copains, on dispose de longues planches de bois sous les coques, et on pousse fort.

Dès qu'on a bien avancé, on récupère les planches à l'arrière, on les ramène à l'avant, et on pousse. Ça doit frotter fort, parce qu'on a vu deux fois de la fumée… Après une demie-heure d'effort, le bateau est à l'eau.

On le remorque sous voile jusqu'à son mouillage principal, 7 milles plus loin:

Le lendemain, tout le monde étant plein d'entrain, une petite fête s'improvise à bord. Hélas, nous n'avons pour l'instant fixé que certaines équerres, et le bateau est loin de sa rigidité maximale. Les gens affluant, le bateau s'affesse en un seul mouvement. Le temps d'évacuer les gens inutiles, de finir de séparer la plate-forme des coques, ce n'est qu'à la nuit que nous échouerons les coques pour les remettre droites, et les sangler l'une à l'autre, avant de remettre l'ensemble à l'eau. Nous profitons ensuite d'un grutage pour les sortir, et ré-assembler correctement le bateau, avant sa remise à l'eau.

--- Mars 2015: Voile épaisse: revue de presse       

Il nous fallait maintenant choisir le type de gréement que nous allions mettre en place sur le bateau. Notre principal moyen de recherche reste Internet: Il existe énormément de projets sur différents types de gréement, et l'idée était de s'inspirer de tout ce qui existait déjà, pour trouver notre propre solution. Nous avons commencé par regarder les gréement de jonques, dont la prise de ris est automatique. Remarquez l'écoute multiple (5), qui s'accroche à l'arrière de chaque latte:

Comme nous avons deux voiles, nous pouvons donc tester deux  gréements différents, et nous regardons également du côté des voiles épaisses. Matin bleu (à gauche) a réussi une circum-navigation grâce à des voiles semi-épaisses. Mais plusieurs choses ne nous plaisaient pas, comme le fait que la voile ne soit pas épaisse partout, ainsi que l'articulation des lattes. Nous regardons aussi du côté du gréement Omer (à droite), mais bien trop compliqué: 3 voiles, et une vraie usine à gaz pour maitriser le profil…

Les wishbones du grand Pha nous séduisent. Mais le profil est composé de deux wishbones qui se suivent, ce qui créé un trou dans le profil, qu'on voit bien sur la photo de gauche.

Leur système d'articulation semble également très fragile, tout en bois massif. Tout pétera en effet dans une rafale de vent, ruinant un travail méticuleux. Le propriétaire optera ensuite pour des wishbones simples en alu, gardant un profil symétrique…

Aphrodite aussi, nous plait beaucoup : des wishbones d'une grande simplicité, et pour chaque mât, une voile de chaque côté du profil, qui se rejoignent sur le nez du bord d'attaque, ce qui facilite l'affalage. Mais le profil ne peut pas s'asymétriser, ce qui nuit grandement au rendement… Allons nous enfin trouver ce que nous cherchons?!

Hélas non… Il faudra donc faire à notre sauce: Il n'y aura pas une voile épaisse, mais, comme sur Aphrodite, une voile de chaque côté du profil, tendues sur des wishbones. Ceux-ci seront suffisamment solides pour ne pas rompre, mais déformables pour qu'une fourchette puisse déformer le profil selon le côté d'où vient le vent. La fibre de verre a ces propriétés.

Quant au système de fixation sur le mât, il sera semblable au PHA: En butée sur une traverse du wishbone, et retenue sur l'avant par un simple bout. L'intégralité des petits problèmes restants seront analysés un par un lors des essais, et le maximum de bidouille étant encore possible, nous tenterons de les résoudre les uns après les autres!! Ci-contre, une vue schématique de la fourchette qui travaille le profil par déplacement naturel du mât.

--- Mât Mangue Bleue: Moule et vide        

Pendant que tout se met bien en place, nous attaquons la fabrication du premier mât, dont l'échantillonage a été calculé par Franck. Il est implanté sur la coque, et non haubané. Il sera en fibre de verre et époxy, moulé dans une gouttière PVC d'un diamètre de 20cm, coupée en biais, pour qu'il se rétreigne dans les hauts. Un vide sera tiré pour un bon contact des tissus entre-eux. On voit sur le plan de stratification que plus on monte dans les hauts, moins il y a de tissus. Les images sont cliquables pour être agrandies.

Après une semaine d'essai infructueux pour obtenir un vide correct sur le moule, suivant le schéma ci-dessous, où l'on voit deux baches partir de chaque côté pour être coincées l'une contre l'autre, nous finissons par récupérer une longue bâche, et nous plaçons le moule dedans. Des embouts pour fixer les bâches de serre sont récupéré, et servirons à fermer la bâche sur elle-même. Nous utilisons également du silicone en cartouche pour les endroits compliqués à étanchéifier.

Et nous finissont enfin à faire plaquer le plastique sur le moule, signe d'un bon vide!

---Mât Mangue Bleue: Premier collage!!    

Après la découpe de l'ensemble des tissus, et du cirage du mât, nous sommes enfin prêt pour la stratification.

Nous utilisons l'IMPREGNATOR pour mouiller les tissus de résine, et une autre équipe les mettent en place dans le mât.

Ensuite, on referme l'ensemble, on tire le vide, et on va boire des coups en attendant que ça prenne. Il faut compter environ 4 heures de travail, et nous sommes 6, trois par équipes.

 

Pour un mât de 12m50 de long, il y a 11.466kg de fibre de verre, et nous avons utilisé 5.334kg de résine, soit un taux de 32%, et le poids de chaque demi-mât est de moins de 17kg. Le mât entier fera donc moins de 40kg.

---Mât Mangue Bleue: Assemblage du mât     

Après avoir logiquement recommencé la même étape pour avoir un deuxième demi-mât, nous assemblons l'ensemble, par l'intermédiaire de nombreuses rondelles de contre-plaqué, réparties dans chaque demi-mât. Nous beurrons ensuite les rondelles, renversons l'un sur l'autre, et serrons l'ensemble avec des liens. Chaque rondelle a été percée, pour laisser la place à un messager.

Nous renforçons l'assemblage avec un bi-biais, et Franck nous prépare une série de test, avec les cotes théoriques de déformation, que nous comparons aux réels.

Nous sommes un peu loin de ce que nous devrions obtenir, et le mât est renforcé avec 4 petites bandes de carbone, qui courent de haut en bas du mât. Nous refaisons tous les tests, et nous sommes enfin dans les clous, voire bien mieux, pour l'effort le plus destructeur pour le mât, T4, qui consiste à tenir le mât en pied et à 2m50, et à tirer 10kg en tête.

Et plus nous lisons de documentation sur la voile épaisse, plus nous lisons sur le gréement de jonque, plus Franck est persuadé que la voile de jonque aura un rendement médiocre au près. Mais notre curiosité et nos recherches nous poussent vers le gréement d'aile rigide. Voici Dulcinea, pondu en 1970 pour la petite Coupe de l'America!! Et un bon vieux AC45, qui court actuellement pour la même course. Presque pas de différence en 40 ans?! En effet…

Mais il y a mieux: un système auto-régulé, qui met l'aile principale toute seule dans le vent, à la bonne incidence, grâce à un fletner. Voilà une maquette qui a traversée le pacifique, contrôlée par satellite. Il n'y a qu'une indication de cap à donner, le fletner placé en arrière de l'aile oblige l'aile à quitter le lit du vent, et la règle à l'incidence où la portance est maximale. Il n'y a qu'en cas de changement de bord qu'il faut inverser l'incidence du fletner.

Mais si la tige de la photo ci-dessus se prolonge autant sur l'avant, c'est parce que le centre de gravité de l'aile et du fletner est très en arrière de l'axe de rotation de l'ensemble. La tige en avant est garnie de plomb, et sert de contre-poids. On imagine le poids énorme qu'il faudrait pour notre voilier, et nous décidons donc d'adopter une solution canard, qui place le fletner en avant de l'aile principale! Atlantis est un voilier autonome qui a traversé l'atlantique avec un fletner situé en arrière de l'aile, mais le dossier de conception parle et explique la configuration canard. Eux avaient du stocker les batteries et du plomb en avant de l'aile pour équilibrer le gréement.

--- Avril 2015: Aile rigide: Fabrication d'un modèle réduit pour tester un nouveau système de gréement rigide, une aile auto-régulée     

Les choses se compliquent, on rentre dans l'inconnu complet… Nous décidons donc de fabriquer une maquette, et un ami de Franck basé en Nouvelle Calédonie essaie de nous calculer l'aérodynamisme du truc pour trouver les meilleurs profils, et la position du canard par rapport à l'aile, etc.

Nous attaquons la maquette, avec des cotes approximatives pour le gréement. Nous réduisons au dixième le voilier de Franck, ce qui fait encore une maquette d'1m20.

Nous mettons rapidement en forme un bloc de polystyrène, et l'utilisons pour mouler les deux coques. Mise en place des dérives, des safrans, et d'une carcasse de voiture télécommandée pour contrôler les safrans et le canard. Des poulies de tailles différentes sont mises en place pour démultiplier la vitesse de débattement des safrans, un mât est implanté sur la plate-forme.

---Aile rigide: Conception et réalisation, pour gréer notre maquette.

Et nous attaquons l'aile, avec un squelette en CP, et une voile en tissu de verre. Sur la photo de droite, on voit bien chaque élément: l'aile, le canard, et le volet de bord de fuite, ainsi que les poulies pour manœuvrer à distance le canard.

Le canard est un simple morceau de bois profilé, relié au deuxième moteur que dirige la télécommande. Le volet est également fixé en bout d'aile, relié à cette dernière par une charnière Warrham.

Nous mettons ensuite l'ensemble à l'eau, et… tout fonctionne à merveille !!

Le fonctionnement est parfaitement simple : canard et voile se mettent naturellement dans le vent, puisque le mât est sur roulement à bille. Vous mettez ensuite une incidence au canard, et la prise au vent créée, qui incite le canard à partir sous le vent, oblige alors l'aile principale à migrer au vent, créant une incidence. Il n'y a plus qu'à trouver le bon angle à donner au canard pour que l'incidence de l'aile soit la meilleure.

Il n'y a pas beaucoup de vent, mais dès qu'une petite bourrasque pointe son nez, la maquette accélère rapidement, la voile restant toujours bien dans la même direction ! C'est très curieux de voir le bateau «tourner autour de sa voile» puisque la voile ne bouge absolument pas par rapport au vent, même quand le voilier vire ! On fait plusieurs essais pour appréhender un peu ce système qui n'est quand même pas évident : parfois, le bateau part en marche arrière, alors qu'on ne s'y attend pas du tout !

Après une troisième séance d'essais, où nous partons loin du mouillage pour éprouver le gréement dans le clapot, nous validons définitivement l'ensemble: bien que le virement face au vent soit difficile, faute d'inertie et d'un contrôle précis du canard (la télécommande fonctionne en tout ou rien), le gréement se comporte très bien en roulis, malgré un mât très flexible. Nous n'arrivons toujours pas très bien à manœuvrer le volet en arrière de la voile, le petit moteur étant bien trop faible, mais le rendement est bon malgré cela. Nous commençons donc à réfléchir à la construction de la voile au réel.

---Mât Mangue Bleue: Mise en place sur le catamaran    

Le même jour de la mise à l'eau de la maquette, nous partons mâter le catamaran.

 

 Avec l'aide d'un autre bateau:

Le mât est simplement déposé sur le fond du bateau.

 

---Mai 2015: Voile épaisse: Fabrication du premier wishbone déformable.   

De retour sur la voile épaisse, nous attaquons la recherche du meilleur matériaux pour fabriquer les wishbone. Nous essayons de fabriquer des lattes en Uni-Directionnel et taffetas, et T, en L, rien ne marche. Je finis par avoir l'idée de strater des tubes IRO de 20mm, mais ce n'est pas assez rigide. On passe alors au tube PVC d'évacuation de 40mm, strater droit avec 30cm d'UD enroulé autour, et un taffetas pour tenir l'ensemble, le tube à la bonne rigidité, mais quand on cherche à le mettre en forme, la strat s'abime. Ça me fait rager, parce que je sens que l'on va trouver, mais ça ne marche toujours pas. Au final, l'idée finit par me tomber dessus : on enroule à nouveau un tube PVC de 40mm avac une bande d'UD de 30cm de large, encore un taffetas, puis on contraint la latte par 5 petites quilles, pour qu'elle sèche en forme. Après démoulage, le résultat est jugé satisfaisant, on fabrique donc sa petite sœur.

On fabrique également un système de glissière, pour que les lattes coulissent entre-elles sur le bord de fuite. Au départ, les lattes devaient se croiser, mais il est bien plus simple de les couper chacune à l'axe. À noter que c'est la glissière qui servira à accrocher le système de l'écoute multiple, chère aux voiles de jonque !

Nous testons ensuite le système de levier, qui asymétrisera le profil, quand le vent poussera la latte au vent contre le mât. Remarquez aussi le l'écarteur, vers le bord de fuite, qui maintient les deux lattes écartées l'une de l'autre.

Il faut maintenant trouver un système pour maintenir tout ça. Nous inventons un système le plus lâche possible, pour que rien ne casse en cas de déformation brusque. L'expérience du Pha, qui a brisé tous ses wishbones dans une survente m'a marquée, il n'y a donc aucun axe, aucun boulon, tout est mou. C'est ensuite la voile qui tiendra tout ça bien droit. Le levier ou l'écarteur sont donc en appui sur des rotules toutes bêtes, bien beurrées au graphite, pour faciliter les frottements. Une simple ficelle permet à chaque élément de ne pas se faire la malle.

Au niveau du nez, une simple sangle de 15mm de large passe d'une latte à l'autre, au travers de l'épaisseur du nez. La sangle est rentrée dans le tube, et on la presse fort dans la latte avec une section du même tube rentré en force. Elle est d'abord lache, on la tend ensuite en la tirant en arrière avec une ficelle, à l'axe du wishbone. Ce système de sangle permet d'avoir un axe de rotation très à l'extérieur du wishbone, assurant un faible plissement de la voile à ce niveau.

Le wishbone fini comporte donc, en partant de l'arrière :

-un système de glissière entre les deux lattes. L'écoute multiple sera frappée sur ce truc.

-Un écarteur au quart de la distance

-Un levier, qui asymétrise le profil par déplacement du mât

-Deux petits «doigts», qui empêche le wishbone de partir en arrière

-Un nez, épais, qui recevra les drailles des voiles qui se rejoindront ici.

 

--- Aile rigide: Fabrication du canard    

Pour que l'aile rigide auto-régulée ne prenne pas trop de retard, et comme nous n'avons toujours aucune idée du profil pour l'aile principale, nous attaquons le canard, avec un profil de NACA 0012. Il fera 88cm de longueur de profil, par 2m50 de haut.
On réalise une structure avec 5 nervures, un nez avec deux épaisseurs de contre-plaqué, et un bord de fuite en T. On y ajoute, de chaque côtés, deux lattes en L de 30x20mm, composée d'un UD de 300g et d'un taffetas de 160g, moulé sur un tube carré ciré à l'avance.

Le nez et le bord de fuite:

On cire également une plaque de CP, et on balance dessus un taffetas et un bi-biais, pour fabriquer les peaux qui revêtiront le canard. On beurre alors les lattes, nez et bord de fuite, et on visse la peau dessus.

Le lendemain, on enlève les vis, et on bouche les trous. On met ensuite en place un axe, on retourne le canard, et on recommence.

On fabrique ensuite des paliers, en moulant à l'époxy graphitée des carrées de CP, sur un axe légèrement plus large que l'axe du canard. Une fois démoulés, on beurre au graphite l'axe du canard,  jusqu'à ce que les paliers aient du mal à rentrer. On ponce alors légèrement, et la rotation se fait alors parfaitement.

---Juin 2015: Ça roule, ma poule: énergie solaire et industrialisation de la fabrication des lattes de wishbone     

Nous retournons sur les wishbones, puisqu'il y en a quand même 7 à faire, 4 de la même taille, et 3 de plus en plus petit, donc 14 lattes à tomber. On les fait deux par deux, pour accélérer la cadence, et nous enlevons le taffetas sur l'UD, pour le remplacer par un enroulement filamentaire !
Nous déroulons donc un morceau de taffetas, qui est tressé en boustrophédon (c'est à dire que la trame est constitué d'un seul fil, qui fait des allers-retour, il y a donc une boucle de chaque côté, et ce fil fait plusieurs dizaines de mètres de long). On enroule ce fil en bobine, et on la met de côté.
On imprègne ensuite l'UD avec l'IMPREGNATOR, on enroule ce tissu autour de notre tuyau, qui est maintenant monté sur un axe. Et pendant que je fais tourner le tube avec une manivelle, Franck enroule patiemment le fil que l'on a fabriqué à l'avance. Il n'y a pas besoin de l'imprégner, il prend dans l'UD l'époxy dont il a besoin. Le travail est beaucoup plus propre, on utilise bien moins d'époxy, et le tout est moins lourd. On y gagne sur tous les tableaux !! Les lattes à faire sont de plus en plus petites, et les deux dernières ne font plus qu'1m60. Elles sont également plus dures à cintrer, et nous appelons le serre-joint en renfort. Non mais ! Et nous fabriquons aussi toutes les charnières dont nous aurons besoin.

Page sur mon travail à Mayotte    

Page d'archive des travaux de rénovation du voilier     

Page sur mes balades autour de Mayotte, ou à Mayotte    
Intégralité des messages du blog      
Intégralité des messages sur les photos sous-marines      
Intégralité des messages concernant la fabrication du dinghy     
Intégralité des recettes de cuisine     

     

Sauf mention contraires, toutes les photos du site sont sous Licence libre Copyleft CC-BY-SA, une licence Creative Commons
Vous êtes libre:
     -de partager, de distribuer et transmettre cette œuvre.
     -d'adapter, de modifier cette œuvre
Sous les conditions suivantes:
     -Paternité: Vous devez citer le nom de l'auteur original (Adrien RONDEL)
     -Partage à l'identique: Si vous modifiez, transformez, ou vous basez sur cette œuvre, vous devez distribuer l'œuvre résultante sous la même licence ou une licence similaire à celle-ci.

Pour plus de renseignement: Licence Creative Commons