Le blog de matinbleu.over-blog.com

Nous sommes, depuis plusieurs mois, partenaires avec le groupe BENETEAU pour développer le gréement voile aile Matin Bleu sur les voiliers de leur gamme.

L'objectif est de valider le gréement sur différents prototypes avant de l'industrialiser puis de le commercialiser ( voir les articles sur voiles et voiliers, Die Yacht ou Sail Magazine).

Le type de voilier, la taille de la voile aile imposent des adaptations qui sont en cours d'études.

Pour les plaisanciers, rêvant de naviguer avec des voiles ailes Matin Bleu, il est nécessaire d'attendre un peu.

Nous ne sommes pas en mesure, pour l'instant, de répondre aux demandes des particuliers qui souhaitent  soit implanter le gréement voile aile sur un voilier existant soit concevoir et fabriquer un voilier  intégrant ce système de voile.

Il faut savoir que, pour un gréement voile aile, l'emplacement du mât, la structure de la coque, le dessin du pont sont différents.

De plus, il n'existe pas encore de fournisseurs produisant et commercialisant les différentes pièces de ce gréement.

Pour ceux qui souhaitent naviguer dès maintenant avec un système de voile aile, ils peuvent imaginer, concevoir et fabriquer leur propre voile aile.

                  De toutes ces idées naitra sûrement le gréement du futur!

Merci pour vos retours et pour l’intérêt que vous portez à notre gréement.

Guy et Maryline

http://www.voilesetvoiliers.com/chantiers/voiles-et-voiliers-514-decembre-2013-le-salon-bien-mieux-qu-un-marronnier-un-sapin-de-noel-/keyword_id=19248/

BONNE LECTURE 

A SUIVRE !!!

Guy et Maryline

La Marina Deauville Club associée avec Monsieur Jacques VEILLON ont eu l'idée de rassembler les bateaux extraordinaires et des innovations nautiques.

Ce rassemblement a eu lieu du 13 au 15 juillet sur le ponton des visiteurs de la marina de DEAUVILLE.

Matin Bleu a été invité avec d'autres bateaux à cette rencontre comme:

•  

  • l'Alcyone, le bateau à turbovoiles du commandant Cousteau ;

  • le bateau à foil Slovène: Wfoil Albatross ;

  • le bateau jacuzzi Hottug;

  • le catamaran Latin Lover avec une voile latine sur un mât bipode;

  • l'Igana 24: un bateau à chenille pour accoster sur les plages;

  • l'Elios, bateau électrique avec des panneaux solaires;

  • loisir 3000, un tri à foil;

  • le KiteTender, un monocoque propulsé par un cerf-volant...

Nous remercions les organisateurs, les bénévoles pour leur accueil et espérons longue vie à ce rassemblement.

Guy et Maryline

Sommaire:

1°) des voiles classiques aux voiles modernes:

contraintes liées au vent

quelques explications techniques

classifications: voiles auriques, carrées et triangulaires avec la descriptif des voiles bermudiennes qui équipent les voiliers modernes.

2°) la présentation de voiles alternatives

lesdifférents essais existants

notre expérience des voiles de jonque gréant notre premier voilier Aliénor.

3°) les voiles ailes Matin Bleu:

conception,

fonctionnement,

retour sur notre expérience.

1°) des voiles classiques aux voiles modernes

Une brise légère au parfum sucré gonflant un bout de tissu tenu par un bâton sur quelques planches voguant au gré des vagues et le monde s'ouvre à nous. Pour aller rejoindre l'île voisine, pour pêcher les poissons prédateurs à la chair succulente, l'homme a su utiliser l'énergie du vent pour se déplacer sur l'eau.

Au cours de nos voyages, nous avons ressenti la magie de sillonner les océans grâce à la simple force du vent. La navigation hauturière a un côté extraordinaire: envie de rejoindre une nouvelle terre, il suffit de lever l'ancre ou larguer les amarres, de hisser la voile et de se laisser porter par les vents en souhaitant qu'il soient favorables. Un matin, la côte se dessine à l'horizon indiquant l'arrivée proche et le plaisir de découvrir une nouvelle baie.

Le bateau à voile est et reste une merveilleuse invention qui a permis à l'homme de se déplacer et de faciliter son quotidien sans avoir besoin d'utiliser des énergies fossiles couteuses et polluantes.

                          http://www.google.fr/imgres?imgurl=http://www.antoinerioux.com/

Les contraintes liées au vent

De la simple barque de pécheur portant une voile sommaire au voilier de course moderne au gréement sophistiqué, nous sommes tous confrontés aux mêmes contraintes imposées par un vent changeant.

Le vent n'étant constant ni en force ni en direction, il a toujours été nécessaire de pouvoir jouer sur la taille de la voile et son orientation pour conserver ou améliorer la performance du voilier. Et c'est là que les choses se compliquent.

Comment avoir une voile:

bien gonflée c'est à dire bien orientée par rapport au vent pour permettre au voilier d'atteindre sa vitesse optimum

avec la taille adéquat: si le voilier est sur-toilé, le bateau gite plus, le gréement souffre avec des risques d'incident comme des déchirures de la voile, des pièces qui se cassent... s'il est sous-toilé, il est moins performant, va moins vite et subit plus les vagues...

tout en gardant un système de voilure simple permettant de manœuvrer le voilier rapidement, facilement sans trop d'effort; aisé à fabriquer, mettre en œuvre et robuste pour limiter les risques de casse.

Quelques explications techniques:

La voile est composée de pièces de toile ou de tissu, (laizes) qui, gonflée par l'action du vent, permet la propulsion des navires. Ces laizes sont découpées et cousues de manière à constituer un creux qui détermine le rendement aérodynamique de la voile.

Précisions sur des termes techniques:

Le battant est la longueur de la voile; le guidant, la hauteur.

Les écoutes sont les cordages placés aux angles inférieurs (les points d'écoutes) servant à orienter la voile.

Pour une voile aurique ou triangulaire, l'angle supérieur s'appelle le point de drisse et l'angle inférieur, le point d'amure, le côté libre de la voile: la chute.

Pour une voile carrée, le coté supérieur se nomme l'envergure; le côté inférieur, la bordure.

La voile pour capter au mieux le vent a besoin

pour être tendue vers le haut: d'un mât tenu grâce à des haubans

pour être bien gonflée: de différents espars comme la bôme, le tangon...

pour être orientée: d'un système de cordages appelé les manœuvres courantes

pour faire fonctionner ces cordes si le bateau est grand: d'accastillage du type treuil, winch, rail d'écoute...

Si l'homme depuis la préhistoire a su se déplacer sur l'eau avec des embarcations simples, il n'a eu de cesse de vouloir perfectionner les bateaux pour répondre à ses besoins tout en améliorant leur performance. Au début du 20° siècle avec les grands voiliers, le système de voilure est devenu très complexe avec parfois jusqu'à 4 même 5 mâts, plus de 40 voiles à brasser, des kilomètres de cordage à manipuler...

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ee/Tall_ship_Christian_Radich_under_sail.jpg

Les différentes voiles classiques

L'imagination de l'homme a pu s'exprimer pleinement avec la mise au point des différentes voiles. Il existe une multitude de formes, de tailles et d'espars selon les techniques existantes, l'usage du voilier, les matériaux disponibles.

On peut classer les voiles en 3 grands groupes:

les voiles auriques

les voiles carrées

les voiles triangulaires

Les voiles auriques

Son nom viendrait du latin auris voulant dire oreille. La partie supérieure d'une voile aurique est attachée à la corne (vergue placée en oblique).

Il existe de nombreuses déclinaisons:

la voile aurique au sens strict, ou voile à corne. C'est une voile dont la forme quadrangulaire non symétrique est limitée par 3 espars : la mât à l'avant, la bôme ou le gui en bas et la corne ou le pic en haut.
 

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/fe/Atalanta.jpg/800px-Atalanta.jpg

la voile houari, est une voile à corne très apiquée, c'est l'ancêtre des voiles bermudiennes;
la voile au tiers: elle est suspendue à une vergue sans être tenue par le bas, l'écoute est directement amarrée à la voile. Elle est adaptée aux petites embarcations maniables par un seul homme (nombreuses en Bretagne)
les voiles à livarde: type optimiste, yôle de Martinique...
les voiles de jonquesont des voiles lattées traditionnelles en Asie, (se reporter à l'article n°2 portant sur les voiles alternatives)

Les voiles carrées

Ces voiles sont suspendues à des vergues (espars situés en travers du mât qui soutiennent les voiles)

Elles sont connues au moins depuis l'antiquité de la Baltique à la méditerranée mais elles sont présentes aussi en Afrique, Asie ou Polynésie.

La forme est plutôt rectangulaire ou trapézoïdale, symétrique.

                                                                            http://media.rtl.fr/online/image/2010/0512/5940480908.jpg

Les voiles carrées primitivessont portées par un seul mât sur de petites embarcations, facilement manœuvrable par un seul homme.

Ces voiles se sont sophistiquées au cours des siècles. Au début du 20° siècle, les grands voiliers portent plusieurs mâts: pour deux- mâts, on parlait de bricks-goélettes ou brigantines; de trois-mâts de goélettes ou barkentines, voire de 4 mâts: de goélettes.

Chaque mât porte plusieurs voiles dont l'ensemble est appelé un phare carré. Les voiles sont disposées l'une au dessus de l'autre jusqu'à 5 voire 6 voiles rendant les manœuvres plus compliquées et dangereuses puisqu'il faut monter dans le mât pour les ferler (pour réduire la prise au vent de la voile affalée). C'est le travail des gabiers, véritables acrobates défiant le vide malgré le mouvement du voilier.

 http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/74/SV_Royal_Clipper2.JPG

Les voiles triangulaires

Ce sont les voiles les plus installées sur les voiliers modernes.

Les voiles triangulaires sont :

Le foc est une voile d'avant, retenue par un câble (souvent un étai). Cette voile ne subit par la perturbation d'un espar rigide (mât)

Sur les bateaux anciens, il pouvait avoir 5 à 6 focs de tailles différentes (trinquette, grand foc, foc volant...) qu'on installait selon la force de vent.

Sur les voiliers modernes, le foc est souvent devenu la plus grande voile du système propulsif. On trouve:

Le génois à enrouleur permet de réduire la toile en toute sécurité.

Le spi est une grande voile légère de portant pour le petit temps.

Les voiles d'étaisont portées entre les mâts. Ellescomplètent la voilure des grands voiliers anciens. Quelques exemples de nom: la grand voile d'étai, la voile d'étai de grand hunier, la voile d'étai de perroquet, le diablotin...

La voile latine est le gréement traditionnel des embarcations méditerranéennes (le boutre, le pointu, la felouque...).La voile est tenue par un mât et une antenne (la grande vergue) qui croise le mât et descend jusqu'à l'avant du bateau où elle est fixée. Au virement de bord, il faut changer l'antenne de côté par rapport au mât pour que la voile ne se trouve pas plaquer sur le mât mais cette opération se relève impossible sur les bateaux de grande taille.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Voile_latine

La voile bermudienne portée par un gréement marconi:est la voile située à l'arrière d'un mât unique. C'est la grand-voile.

Voile bermudienne car elle est apparue dans la région des Bermudes

Gréement marconi vient du nom de l'ingénieur Marconi qui l'a mis au point.

A l'arrière du mât vertical, le guindant de la voile est maintenue par des coulisseaux sur un rail. La bordure (le côté inférieur du triangle) est tenue par la bôme.

Le creux de la voile se règle en orientant la bôme. On parle de:

border la voile en approchant la bôme de l'axe ce qui permet d'aplatir la voile (loffer) ou choquer la voile en éloignant la bôme de l'axe ce qui creuse la voile (abattre)

                                                http://www.allures.fr/ Allures_40_1338993389

C'est la voile la plus répandue en raison de sa polyvalence, de ses performances et de ses facilités de manœuvres par rapport aux voiles classiques.

Pourtant, pour un néophyte, il est loin d'être évident de naviguer sur un voilier de croisière. D'abord, il faut retenir les termes techniques, ensuite essayer de comprendre à quoi servent les différents cordages et éléments d'accastillage et surtout ne pas se rater lors des manœuvres.

Pour réduire la voilelors du passage d'un grain, s'il suffit d'enrouler le génois, pour la grand-voile, il est nécessaire de mettre le bateau face au vent et de le maintenir contre vent et vagues car la voile doit faseyer ( ne plus être soumise à la force du vent)pour pouvoir coulisser le long du mât. Le voilier va subir la mer pendant tout le temps de la manœuvre, la voile va battre tant qu'elle n'est pas retendue. C'est bruyant, stressant surtout si un coulisseau coince, ou si le vent forcit avant que la voile soit réduite. Une fois la prise de ris effectuée, le voilier reprend sa course. Après le passage du grain, il faudra renvoyer de la toile en effectuant la même opération en espérant que le prochain grain tarde à venir. C'est pourquoi, beaucoup de voiliers naviguent sous toilés lors des grandes traversées pour éviter de réduire en urgence la toile lors d'une survente et si le voilier navigue trop toilé, il court le risque de casser des pièces du gréement ou déchirer de la toile.

L'entretien de ce gréement demande de la vigilance. Les haubans ou étais doivent non seulement être changés tous les 10 ans mais ils doivent être contrôlés régulièrement pour détecter tout vieillissement précoce.

L'industrie nautique ne cesse d'améliorer ce type de gréement, pourtant beaucoup de plaisanciers aimeraient trouver un système de voilure plus simple tout en gardant un voilier performant à toutes les allures.

Garder l'esprit d'un optimiste: une barre, une voile, une écoutesur les voiliers de croisière.

Pour plus d'informations sur les voiles classiques, vous pouvez consulter les sites suivants:

http://sitecon.free.fr/voiles/voiles.htm

http://fr.wikipedia.org/wiki/Voile Voile(navire) - Wikipédia

http://tradboats.blogspot.fr/2009/08/les-sortes-de-voiles-2.html

http://www.bretagne-atlantic-yachting.euhttp

www.allboatsavenue.com/reduire-la-grand-voile-une-manoeuvre-delicate

Vos reflexions, conseils, interrogations, commentaires sont toujours les bienvenus.

Merci

Guy et Maryline

Le gréement innovant de Matin Bleu

Aliénor nous a permis de goûter au plaisir de naviguer avec un pont minimaliste libéré de tous ces câbles, rails et autres accastillages.

Les voiles de jonque ayant rapidement montré leur limite, nous avons conçu les premières voiles-ailes en gardant les mâts auto-portés existants. Ce nouveau plan de voilure a transformé notre voilier ainsi nous avons pu vraiment apprécier ses qualités marines. (pour plus de précisions, lire l'article sur les voiles-ailes à suivre)

Pour Matin Bleu, nous souhaitions conserver ce nouveau système de voiles-ailes. Grâce à notre expérience, nous avons pu les améliorer.

Les choix de la forme des mats.

Le mat dans ce système de voilure ne sert que de support. Il est à l'intérieur de l'aile qui possède sa propre forme, c'est pourquoi les perturbations résultant du mat sont inexistantes.

N'ayant pas de haubans, les mats auto-portés ont un diamètre au niveau du pont plus important que les mats haubanés.

Des mats profilés

Pour limiter le fardage tout en conservant une bonne résistance, nous avons conçu des mats profilés

Le profil elliptique permet d'allonger la corde ( la longueur de l'ellipse ) pour augmenter l'inertie donc la raideur ce qui permet de compenser la contrainte ou la tension que l'aile imprime au mat.

Avantages:

Diminue la trainée lorsque le mat réapparait au dessus de l'aile en cas de prise de ris

Évite au mouillage les nuisances de vibration qu'amène un mat rond lorsque le vent est soutenu

Des mats tournants avec une bôme fixe.                                        

Pour que l'aile puisse s'orienter en fonction du vent, il faut:

                  soit que l'aile et la bôme pivotent autour d'un mat fixe ce qui demande de résoudre des problèmes d'articulations au niveau de la bôme et de la tête de mat entrainant des coûts de construction et d'entretien. Toute pièce articulée est plus complexe à construire et plus fragile à l'usage.

                   soit que le mat devient tournant, s'intégrant dans un ensemble aile bôme et mat solidaire. Techniquement, il est plus aisé de rendre pivotant un mat grâce à un système de paliers. Une fois l'aile hissée, une simple écoute est suffisante pour contrôler l'orientation.

Avantages:

Le mat est toujours dans la bonne direction par rapport à la contrainte de la voile-aile.

Lors des prises de ris, le profil du mat se retrouve cohérent par rapport à l'ensemble de l'aile

Des mats rétreints

Il est nécessaire de dimensionner et échantillonner correctement le mat surtout au passage du pont, là, où il subit les efforts de flexion les plus importants. Vers le haut et le bas, il est rétreint.

Avantages:

Réduire son diamètre permet:

vers le haut, de diminuer le poids pour ainsi abaisser le centre de gravité

vers le bas, de mieux intégrer le pied de mat dans l'agencement du bateau

choix du matériau

Le bois même lamellé-collé est lourd et demande un entretien suivi.

L'aluminium ne permet pas d'avoir des mats rétreints. Seuls des tubes de diamètre et d'épaisseur constants sont disponibles dans le commerce. De plus, ce matériau a un vieillissement rapide aux flexions répétées.

L'acier haut module peut servir à la fabrication de mat non haubané mais seulement pour des bateaux de travail ou de charge, en raison du poids.

le carbone

Ce matériau léger et très résistant a un défaut: son prix!

Obnubilé par les bateaux de course qui sont fabriqués en carbone, beaucoup pensent que seul le carbone peut servir à la construction de mat en composite.

Un voilier de course a pour but d'être le plus rapide possible. On oublie le confort, les aménagements, on fait la chasse au poids et pendant le temps d'une course, l'équipage professionnel est en recherche constante de performance.

Un voilier de croisière est avant tout un lieu de vie qui se déplace d'une île à l'autre et parfois d'un océan à un autre. Même si un voilier léger est gage de vitesse et de sécurité face au mauvais temps, il doit rester confortable et offrir des conditions de vie agréables au quotidien.

Le poids des aménagements, des vivres, des outils, de livres ou de caisses de bières selon ses désirs est largement sous évalué avant le départ. Surtout qu'habituellement, l'équipage familiale ralentit la bête de course pour pouvoir apprécier la traversée. Au delà de 10 nœuds de moyenne, les repas deviennent plus succincts, la séance ciné compromise. Alors, on prend un ris.

Vouloir gagner du poids avec un mat en carbone nous paraît être un faux débat pour les voiliers hauturiers.

Le tissu de verre collée à l'époxy

Le verre est un des matériaux les plus résistants mais sa rigidité est sa faiblesse car elle le rend cassant. Ce problème est supprimé lorsque le verre est transformé en fils très fins. Ces fils sont tissés en différentes nappes pour faciliter leur mise en œuvre. Leur souplesse permet d'installer les fibres dans des moules tout en les orientant selon les efforts que va subir la pièce. Pour conserver cette forme, on colle ces fibres entre elles à l'aide d'une résine choisie par rapport à la finalité de l'objet. La structure interne des mats auto-porté sont soumis à des efforts verticaux. La fibre unidirectionnelle est adaptée à ce genre d'effort une fois collé par l'époxy.

Le verre est un peu plus lourd que le carbone mais bien moins cher, ce qui le rend très attractif. Nous avons opté pour ce type de matériau

construction des mats de Matin Bleu

Il faut:

un hangar de taille suffisante ( plus de 20 mètres de long)

une pompe à vide avec le matériel adéquat ( bâche à vide, tissu drainant...)

petit matériel de stratification

un four pour cuire les mats

La technique utilisée  

1. 1. 1) Construction d'un demi-moule mâle en lattes de bois recouvert d'une stratification pour l'étanchéité( permet le collage sous vide)

      2) Sur une table de la longueur du moule, on découpe préalablement les différentes couches de tissu en intercalant les unidirectionnels et les bidirectionnels, selon l'échantillonnage. Le temps de stratification est limité par la vie en pot de la résine.

      3) La résine que nous avons utilisée avait une vie en pot de plus de 6 heures ( le durcisseur ne réagit qu'après ce délai) nous offrant un temps de travail suffisant pour finaliser la stratification.

      4) Imprégnation manuelle des tissus

      5) Ebullage soigné pour enlever l'air capté par la résine au moment de l'imprégnation des tissus après chaque couche

      6) Mise sous vide pendant 12 h ( ce temps se calcule en fonction de la résine utilisée) après que l'ensemble des tissus soit imprégné et ébullé.

      7) Assemblage des deux demi-mats grâce à une réservation de collage puis marouflage de bidirectionnels pour homogénéiser la structure.

      8) Cuisson du mat pour que la résine atteigne sa résistance maximum. Dans un tunnel isolé, la température a été portée à 80° pendant 24 h. ( à adapter selon les résines)

      9) Peinture des mats. Si le travail en amont est bien fait, le masticage n'est pas nécessaire. La peinture est obligatoire car la résine époxy est sensible aux U.V.

D'autres techniques sont possibles

Les pré-imprégnés et les techniques d'infusion permettent de travailler sans toucher la résine (qui est un produit hautement allergène et cancérigène). Le pré-imprégné demande une mise en place plus lourde (ce qui est couteux pour un travail à l'unité). Aujourd'hui, nous utiliserions la technique de l'infusion: on pose à sec les tissus sur le moule puis on infuse la résine sous vide en une seule fois.

pose des mats à flots

Lors de la mise à l'eau du voilier, la pose des mats ne prennent que quelques minutes. Il suffit de les glisser à travers le pont pour qu'ils viennent se poser sur le palier du plancher.

problèmes spécifiques à résoudre

la rotation des mats

                       au niveau du pont: le mat et le pont subissent de pressions répétées avec peu de mouvements. La solution la plus adaptée est le palier ( en mécanique, un palier est un ensemble qui permet la rotation d'un arbre). Le palier est constitué d'un cercle inox collé au mat et d'un revêtement graphite sur le renfort du pont

                        au niveau du pied de mat: le palier est une crapaudine (palier de base d'un arbre vertical, servant de guide pour le mouvement de rotation, et de butée pour les efforts verticaux.). Elle est constituée d'un fond en graphite recevant le pied de mat semi-sphérique cerclé en inox.

L’étanchéité

Avec une résine polymère bi-composante, nous avons fabriqué un joint à lèvre qui est collé au mat pour assurer l'étanchéité. Il glisse sur un rebord solidaire du pont lors de la rotation du mat.

La retenue du mat

Il est nécessaire de prévoir un moyen de bloquer le mat en cas de chavirage, deux équerres sous le pont le maintienne quelle que soit la position du bateau.

Pose de feux de mat, anémomètre .

Avec un mat tournant sur 360°, il est moins aisé de poser les équipements en haut du mat.

Feu de mat: nous avons opté pour un feu de mouillage en haut du mat et les feux de position sur les balcons avant. Des solutions simples existent pour installer un feu tricolore fixe en haut de mat.

Anémomètre: il existe aujourd'hui des anémomètres sans fil.

spécificité du voilier avec des mats auto-portés

renfort de la structure

La structure est moins sollicitée qu'avec des mats haubanés. Les renforts se positionnent principalement autour du mat. Il n'est plus nécessaire de faire des renforts de cadènes, de pièces d'étrave pour l'étai et de tableau arrière pour le pataras.

pont minimaliste

La première impression donnée par le pont est qu'il est vide, inachevé. Il manque les rails , les poulies, les palans, les winchs sans parler des haubans. Plus de piège pour les pieds. Le pont dégagé offre une circulation aisée en navigation comme au mouillage.

Vieillissement et entretien

Après 60 000 milles et plus de 7 ans de navigation parfois musclée, les mats ne présentent aucun signe de fatigue structurelle

Seule la peinture est usée aux endroits de l'appui des lattes.

Devant les indéniables qualités des mats non haubanés, beaucoup souhaitent adopter ce type de gréement. Mais le mat ne sert que de support, il n'est pas une fin en soi.

Le plus important reste à faire : imaginer un plan de voilure performant et simple d'utilisation qui intègre les lois de l'aérodynamisme.

Dans cet espace ouvert enfin libéré des câbles, tout est permis!

Ces articles ont pour but de vous faire part de notre expérience. Nous sommes heureux de partager avec vous nos réflexions sur ces sujets. Nous ne détenons pas La Vérité, c'est pourquoi, vos commentaires, questions, infos complémentaires sont souhaités même recherchés.

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A suivre un article portant sur les voiles-ailes de Matin Bleu. ( Conception, fabrication, utilisation)

A bientôt

Guy et Maryline