Créer un voilier capable d’emmener un couple sur une longue croisière, construit pour le moins d’argent possible et le plus rapidement possible. Suivant en partie la philosophie de Wharram, ce voilier rendra la grande croisière accessible à ceux qui pensaient que cela resterait un rêve (pas de temps pour construire, trop cher à l’achat...).

La méthode

Le voilier est conçu pour être construit avec un mélange de matériaux simples (bois, fonte) et de plus avancés (résine epoxy, fibre de verre) pour obtenir un bateau simple à construire et sûr, certifié en catégorie de conception A, qui vous emmenera aussi loin que vous l’oserez. Tous les systèmes (gréement, quille, safran, etc...) utilisent des technologies simples et éprouvées, pour réduire les coûts, la main d’oeuvre et faciliter les réparations. Les formes de la coque seront extrêmement simples, avec un fond plat et des bordés en contreplaqué et probablement un gréement houari ou aurique.

Le projet

Le projet est encore aux stades préliminaires, mais certaines caractéristiques approximatives peuvent déja être données :

 Longueur : 8m
 Largeur : 2.8m
 Déplacement (en charge) : 3 tonnes
 Surface de voilure : 40 m² environ

Revisitez cette page ultérieurement ou contactez nous pour plus de détails.

La maîtrise des surfaces dévelopables est importante pour le constructeur amateur, car les matériaux utilisés sont le plus souvent présentés sous forme de plaques, comme le contreplaqué, l’acier ou l’aluminium.

Avantages

Les surfaces développables peuvent être mises en forme à partir de planches planes sans aucun étirement, donc les forces nécéssaires sont bien moindres que pour des surfaces non développables. Dans certains cas, en particulier avec du contreplaqué, les forces internes nécéssaires pour conformer le matériau à une forme non développable peuvent l’endommager.

Un autre avantage des surfaces développables est que leur développement est exact. Quand d’autres types de surfaces sont développées, la forme du développement dépend des distortions qui lui sont appliquées, et donc il n’y a pas une seule forme développée exacte sans information de mise en forme.

Si vous dessinez ou construisez des coques en contreplaqué ou en métal, vous devriez comprendre les méthodes utilisées pour travailler avec les surfaces développables.

Qu’est ce ?

Une surface développable est définie mathématiquement comme étant une surface ayant une courbure de Gauss nulle, ce qui signifie que le produit de la plus grande courbure par la plus petite doit être égal à zero : au moins l’une des "courbures principales" doit être nulle. La surface doit donc contenir des lignes droites, appelées génératrices, qui doivent couper les génératrices infiniment voisines, éventuellement à l’infini. Ceci veut dire que toute partie d’une surface developpable doit être une partie d’un cône ou d’un cylindre. Dit autrement, les génératrices doivent représenter la plus petite courbure de la surface.

Expérience

Une expérience simple permet de mieux comprendre ceci. Etirez trois ou quatres élastiques entre deux crayons tenus horizontalement. Les élastiques et les crayons sont rectilignes, et forment un plan. Si vous pivotez les crayons de telle manière qu’une pointe est plus haute que l’autre, les crayons et les élastiques sont toujours rectilignes, mais les élastiques près des extrémités des crayons ont étés étirés. Malgré le fait que la surface contient beacoup de lignes droites, elle est impossible a former sans étirer le matériau qui la constitue.

Explication

Ceci se passe parce que la plus grande courbure va du point le plus haut d’un des crayons au point le plus haut de l’autre. Mais la courbe qui va du point le plus bas d’un crayon au point bas de l’autre est inversée par rapport à la première, on peut donc lui attribuer un signe négatif. Voici donc la plus petite courbure de notre surface. Quand les deux courbures sont multipliées, on obtient une courbure de Gauss négative, et non pas nulle.

Conclusion

C’est une différence importante, qui cause parfois des problèmes aux concepteurs et aux constructeurs. Une surface contenant des lignes droites n’est pas nécéssairement développable : Les génératrices doivent être la plus petite courbure. Un des problèmes les plus communs pour les constructeurs est une coque avec des membrures rectilignes mais non parallèles. Ces formes ne sont pas toujours développables. Elles seront difficiles à border en métal, et si le matériau utilisé est le contreplaqué, le cisaillement induit dans le matériau peut endommager les plis intérieurs du contreplaqué et donc causer une rupture précoce du bordé. Le contreplaqué est toutefois assez souple et permet de "passer" de légères courbures complexes. Ces surfaces ont souvent une courbure de Gauss négative, comme nous l’avons vu dans l’exemple précédent.

Voici quelques liens intéressants à propos des surfaces développables.

• Les mathématiques des surfaces développables
• Les surfaces développables dans Navaldesigner

Comme les bateaux sont généralement plus long qu’une plaque de contreplaqué, il faudra joindre plusieurs pièces ensemble. La meilleure méthode pour le faire est grâce à un scarf, qui est simplement deux chamfreins superposé collés ensembles. L’idée sous-jacente est de donner une grande surface de colage. Si la longueur du joint est d’au moins huit fois l’épaisseur du contreplaqué, une liaison collée proprement sera aussi solide que le matériau environnant.

Couper un scarf avec un rabot

Commencer par marquer au crayon la limite du chamfrein. celle ci sera parallèle au bord de la pièce, à une distance au moins égale à 8 fois l’épaisseur du contreplaqué, parfois 10 fois voire 12 fois pour des matériaux plus épais.

Aligner le bord du panneau avec votre établi. La façon la plus simple de couper un scarf est avec un rabot à main. Il faut d’abord véfrifier le tranchant du rabot en l’esayany sur une chute, car la colle présente dans le contreplaqué désafute rapidement les outils. Le rabot doit être réglé pour une coupe peu profonde. Il peut sembler que l’on gagne du temps en enlevant d’énormes copeaux, mais à un moment ou à un autre, vous arracherez un morceaux et détruirez peut-être le panneau...

Découpe du scarf

Mise en place pour la découpe d’un scarf sur deux plaques de contreplaqué simultanément.

Rabotez la pièce de CP entre la ligne de crayon et le dessous du panneau au bord de votre établi. Tenez le rabot à un angle par rapport à la ligne de crayon, et coupez lentement en suivant le bord du contreplaqué. En se formant, le chamfrein révelera les couches du CP comme des bandes ; Essayez de les garder parallèles pendant toute l’oération. Quand vous avez une surface plane et lisse entre votre ligne de crayon et un bord aussi fin qu’une feuille de papier le long de votre établi, vous avez terminé.

Il est à la fois plus facile et plus rapide de couper des scarfs sur plusieurs pièces a la fois. Positionnez les pièces alignées avec le bord de votre établi, puis reculez la pièce supérieure jusqu’a ce que son borde soit aligné avec la ligne de crayon sur le panneau juste en dessous. Décalez tous les panneaux à scarfer de cette manière, puis fixer les à l’établi. Maintenant, vous pouvez raboter entre la ligne de crayon du panneau supérieur et le bord de l’établi, comme vous le feriez pour un seul panneau.

Il est possible d’utiliser d’autres outils, tels que scie circulaire ou défonceuse, associées à des gabarits divers, pour couper des scarfs en série. Toutefois, la fabrication du gabarit n’est intéressante que si vous compter couper vraiment beaucoup de scarfs. Voici par exemple un gabarit pour défonceuse (Anglais)

Coller les scrafs

Même si je n’ai jamais entendu parler de la rupture d’un scarf, il faut toujours être plus prudent leur de leur collage. Vérifiez que la température est dans les limites spécifiées par le fabricant, que la résine et le durcisseur sont mélangées au bon rapport, et que les panneaux sont parfaitement alignés.

Placer un morceau de film plastique sous le scarf. Mélanger un peu de résine et l’épaissir avec de la silice jusqu’à l’obtention d’une consistance similaire à celle de la confiture. Etaler l’epoxy sur les deux surfaces du joint. Mettre les bords du scarf en place en s’assurant de l’alignement des pièces. Agrafer ou fixer les planches pour les empêcher de bouger lorsque le joint sera mis sous presse. Couvrir le joint avec un deuxième morceau de film plastique.

La mise sous presse d’un scarf peut être complexe. Avec des panneaux étroits ou des pièces de bois massifs, de simples serres-joints font l’affaire. Veillez à placer une pièce de bois sur le scarf pour répartir la pression. Ne serrez pas les serres-joints trop fort ; de l’epoxy doit être évacué du joint, et les surfaces doivent se toucher, mais une pression trop forte enlevera tout l’epoxy du joint, donnant une liaison peu résistante.

Beaucoup de panneaux seront trop large pour des serres-joints normaux. La facon la plus facile de les fixer est d’utiliser des agrafes ou des vis à bois. Placer une bande de contreplaqué sur le joint recouvert de film plastique, et agrafez tous les deux à trois centimètres le long du scarf. Les agrafes doivent être assez longues pour traverser la bande de CP, le scarf et entrer dans la surface sur laquelle l’assemblage repose. Tapoter chaque agrafe avec un marteau pour être sûr qu’elle est bien enfoncée.

Après que l’epoxy ait durci, arrachez la bande de CP et les agrafes. Il est possible de coller plus d’un panneau de cette manière, si vous avez des agrafes suffisament longues. Les petits trous des agrafes seront remplis d’un mélange d’epoxy et de fibre végétale.

Si vous êtes un perfectionniste, l’idée d’avoir de petits trous d’agrafes dans votre coque peut ne pas vous attirer. Dans ce cas, mettez le scarf sous pression en placant des poids sur le joint ; des batteries de voiture usagées font de bons poids. Vous devez fixer les panneaux en place à l’aide de serres-joints, comme pour la méthode précédente. Placez un morceau de film plastique puis un bloc de bois sur le scarf. La pièce de bois massif doit être un peu plus large que le joint, ce qui assure une bonne répertition de la pression la où l’on en a besoin. Enfin, posez le poids sur la pièce de bois, en vérifiant encore une fois que les panneaux n’ont pas glissée hors de leur position.

Après polymérisation, la plupart des scarfs ont besoin d’un petit coup de ponceuse pour enlever la résine qui s’est échapée du joint. Poncez en faisant bien attention de ne pas enlever de bois.

Le joint congé est constitué d’une résine époxy additionée de charges, appliquée dans l’angle formé par les pièces à assembler.

Cette méthode de liaison est idéale pour les assemblages non-orthogonaux, tels que les liaisons pont/coque ou cloisons/bordé. Elle permet un gain de temps important, car la construction est simplifiée du fait de l’absence d’ajustages complexes ; la mise en oeuvre est simple, et ne nécéssite qu’un très court apprentissage ; enfin, la résistance est bien souvent meilleure qu’avec une structure traditionnelle, car la liaison est plus résistante que les pièces elles-mêmes.

Le joint congé peut être structurel ou non-structurel, suivant les charges utilisées.

Les microfibres permettent d’obtenir des joints à haute ténacité et densité élevée, généralement utilisées dans des applications structurelles.
Les microsphères augmentent le volume du mélange et permettent d’obtenir des joints congés de grand rayon pour le même poids, mais ne peuvent être utilisée dans des endroits fortement sollicités que recouvert d’une stratification.
La silice colloïdale est un agent thixotropique puissant, c’est à dire qu’elle augmente la viscosité du mélange de manière importante, permettant de réaliser des joints congés sur des cloisons ou à l’envers sans qu’ils ne fluent.

Les composants sont mélangés jusqu’à l’obtention de la consistance souhaité. En général, une consistance semblable à celle du beurre de cacahuète semble idéale.

Mise en œuvre

Les pièces à assembler sont ajustées et immobilisées provisoirement dans leurs positions respectives par divers moyens : pistolet à colle chaude, clous, agrafes, epoxy rapide, serres-joints, cales, serres-cables en plastique, fil de cuivre, et sans doute d’autres, uniquement limités par vos besoins et votre imagination.

Il est recommandé d’utiliser du ruban adhésif de masquage pour délimiter la zone du joint congé : une bonne finition sera ainsi plus facile à obtenir. Comme pour n’importe quel collage, il est important de s’assurer que les surfaces soit propres, dépoussiérées et sans graisse. Appliquer rapidement le mélange sur la longueur du joint congé, sans se soucier de réaliser quelque chose de parfait ; l’important est de vider le pot de mélange pour éviter toute réaction exothermique.

On peut alors mettre le joint congé en forme à l’aide d’un outil adapté : une spatule en bois ou mieux en plastique rigide (la résine polymérisée s’en détache facilement) dont une extrémité aura été arrondie au rayon préconisé. D’autres outils peuvent faire l’affaire, certains se servent même de cuillères ! Si vous n’avez pas mis d’adhésif de protection, vous devrez récupérer l’excès de mélange qui se dépose sur les côtés du congé. Le rayon du joint congé peut être modifié en inclinant la spatule, ce qui peut être utile lorsque l’angle d’assemblage varie.

Pour accroître la ténacité du joint, celui est généralement renforcé d’une stratification de fibre de verre. Il est bien plus pratique d’effectuer celle ci alors que le joint congé n’est pas encore polymérisé. Cela permet d’une part d’appliquer facilement la fibre de verre sur des surfaces verticales ou à l’envers, et d’autre part la liaison de la fibre de verre sur le joint congé est chimique, alors qu’elle ne serait que mécanique après la polymérisation. Si toutefois il n’est pas possible de réaliser la stratification à temps, on devra poncer puis dépoussiérer le joint congé avant de le stratifier.

Des plans préliminaires sont d’ores et déja disponibles.

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En savoir plus

Je vous conseille l’article de Sébastien Lardière qui approfondit les explications, ou cette page, où vous pourrez tout savoir de Atom, RSS, etc...

Coefficient prismatique

Ce coefficient est calculé en divisant le déplacement par le produit de la longueur à la flottaison par l’aire de la section la plus importante. Il est représenté par cette formule : Cp=D / (L x A_max)

Coefficient de bloc

Ce coefficient est calculé en divisant le déplacement par le produit de la longueur à la flottaison, la largeur à la flottaison et la pronfondeur de coque sous la flottaison. Il est représenté par la formule Cb=D / (L x B x T)

Coefficient du plan de flottaison

Ce coefficient est calculé en divisant la surface du plan de flotaison par le produit de la largeur et de la longueur à la flotaison. Il est représenté par la formule C_wa=A_wp / (L x B)

GM transversal

Il s’agit d’une mesure de la stabilité aux petits angles de gîte du voilier. Plus le GM est important, plus le bateau sera stable aux petits angles de gîte (raide a la toile).

Courbe des moments de redressement

Cette courbe représente le bras de redressement par rapport à l’angle de gîte. C’est d’après cette courbe que l’on peut voir à quel angle le chavirage devient inévitable. Dans le cas de cet exemple, ce sera à environ 133 degrés de gîte.

Si vous préférez, voici le numéro de téléphone :
+33 (0)6 32 00 70 26

Vous pouvez également nous envoyer un message grâce au formulaire ci dessous.

Une video est disponible :

Charactéristiques principales

Salamba navigue ici vers la gauche de l’image. On peut clairement voir l’aspect général du prao. Pour changer de bord, la voile et le safran sont inversés, et le bateau repart dans l’autre sens. Pour mener à bien cette manoeuvre, le bateau doit faire une chose très étrange pour un marin : il doit s’arrêter. Sur un voilier conventionnel, cela provoque une perte de contrôle complète, mais pas sur un prao. Salamba se stabilisera travers au vent, prêt à repartir dans l’une ou l’autre direction. Ceci constitue un avantage de plus par rapport aux autres voiliers car ceux-ci, quand ils sont arrêtés, doivent obligatoirement prendre de la vitesse avant de pouvoir changer de direction. Ce qui peut poser problème si l’étrave est tournée vers des rochers...

Le gréement est un Gibbons/Dierking modifié. Il est constitué d’une voile entierement lattée, fixée sur une vergue, elle meme soutenue par le mat. Une bôme permet de régler le creux de la voile. Les espars sont en mats de planche à voile, ce qui permet de mettre à profit les avancées technologiques en ce domaine tout en maîtrisant les coûts. La voile de Salamba aura cinq lattes : une au niveau de la bôme, et deux de chaque côté. Comme cette voile a toujours le creux du même côté, une construction semi-rigide peut être envisagée, pour obtenir un plan de voilure plus efficace.

En plan rapproché, les deux safrans sont bien visible. Ceux-ci tournent sur 180 degrés lors du changement de bord. Celui de l’avant est bloqué et sert de plan anti-dérive, tandis que celui de l’arrière gouverne. Ils sont conçus comme suit : une partie haute fixe qui contient les paliers, et une partie inférieure pivotante constituant un safran correctement équilibré et profilé. Le tout peut être levé dans un puits que le safran soit orienté vers l’avant ou vers l’arriere. Ceci est indispensable pour une arrivée de plage par exemple. Le bas des safrans est fabriqué en mouse basse densité pour limiter les dégats en cas de choc brutal. Merci de m’envoyer vos questions, commentaires ou critiques en utilisant notre Formulaire de Contact.

Un plan général est disponible au format Adobe Acrobat PDF.

Un Plan de Voilure préliminaire est disponible au format Acrobat PDF.

Le dépliant de Salamba est disponible.

Salamba dans la presse

Voici un résumé des derniers articles parus à propos de Salamba.

Magazines

Loisirs Nautiques, Janvier 2004.

Innovation : Un prao pour le raid. Le rédacteur de Loisirs Nautiques qualifie Salamba de "...séduisante unité de raid." Puis ajoute : "...le Salamba mérite plus qu’un simple coup d’oeil."

Le poids à vide sera aux environs de 130 kilos grâce à "...une construction soignée en CP/epoxy cousu collé."

Et de terminer en nous donnant vraiment envie : "Vivement les premiers essais !"

Sites web

Multihull Boatbuilder

Salamba - A proa project to inspire... (Un projet de prao inspirant...)

Depuis le 25 Novembre, le site MultihullBoatbuilder.com propose un lien depuis sa page principale vers la page web de Salamba. Merci à eux de porter autant d’intérêt à ce projet.

Si vous voulez en savoir plus sur les proas, vous pouvez consulter l’article de Col Clifford ou The Proafile (en anglais).