HISTOIRE D'UN GOUVERNAIL
21/09/2016
Il y a quelques mois j'ai finalisé le changement du gouvernail de mon trismus 37'. Ce sujet ayant préoccupé beaucoup d'entre nous, j'ai écrit ce papier à l'intention de ceux qui souhaiteraient entreprendre le même travail, ou avoir quelques éléments de réflexion afin d'améliorer l'existant.
I - HISTORIQUE
Lors de la construction de mon bateau, faute de temps et de courage, j'ai réalisé le gouvernail dessiné sur les plans originaux. Mal m'en a pris car le résultat a été mauvais:
- Barre très dure dés que le vent montait, malgré une longueur de barre de 1,30 m, idem au moteur;
- Gouvernail peu efficace et assez imprécis, si ce n'est totalement inefficace à petite vitesse.
Plus tard j'ai modifié le gouvernail en amputant environ 30% de sa surface sur le bord de fuite et en arrondissant à la latte le triangle arrière inférieur. je l'ai aussi profilé par adjonction de plaques de mousses mise en forme, stratifiées sur les flancs. Le progrès a été important, mais encore insuffisant, la barre demeurant dure par vent fort ou au moteur. Il fallait envisager un tout autre système.
J'ai donc pris la décision de construire un gouvernail semi "suspendu", compensé, m'inspirant du concept mis en œuvre par d'autres, Arwen en particulier, que je remercie d'avoir partagé avec moi sa documentation.
Après réflexion, je me suis lancé dans le dessin, les calculs, la préfabrication du gouvernail et de ses ferrures, puis l'implantation à bord. Un vrai chantier décidé à l'occasion d'une mise à terre nécessaire pour le premier grand arrêt technique depuis la construction.
Suite aux essais à la mer, pendant la croisière estivale d'Août 2016, le travail est validé à 100%:
- La barre est devenue nettement plus "légère", quelque soit la force du vent, (même sur toilé), ou la vitesse à la voile ou au moteur;
- Le gouvernail a gagné en précision y compris à très basse vitesse;
- Le gain de poids est important, (-15 Kg).
Grâce à ce changement, j'ai pu aussi installer une delphinière sur le tableau arrière, ce qui:
- Assure la protection de la pelle de gouvernail;
- Facilite grandement l'embarquement à bord;
- Donne une nouvelle esthétique en allégeant l'arrière du bateau.
II - DESCRIPTION TECHNIQUE
Le gouvernail a été construit autour d'un mèche inox, (AISI 316L), de 40 mm de diamètre, par collage de feuilles de contre-plaqué, stratifiés avec des tissus et mat de verre + résine epoxy. Il est supporté par un tube de jaumière en inox, qui est scellé verticalement, à l'epoxy, à travers le tableau arrière.
III - POINTS IMPORTANTS
Mes options techniques sont le résultat du bon sens et d'une étude approfondie. Ils ont eu pour motivation:
- Simplicité et faisabilité avec des moyens techniques "légers", donc pas de barre à roue, (philosophie trismussienne),
- Disponibilité des matières et matériaux, (contre-plaqué "hydro", inox AISI 316 L uniquement, Ertalon, résine epoxy);
- Un coût acceptable: seulement cinq pièces tournées par un professionnel;
- Pas d'entretien, usure nulle ou imperceptible;
- Réparabilité.
1) - Le profil, (NACA 0012), comme la forme, (projection latérale de la pelle de gouvernail), ont été soigneusement choisis et dessinés avec une compensation à 18 %, afin de:
- Réduire fortement la dureté de barre sans provoquer de mollesse, (une barre doit "parler" au barreur);
- Augmenter la précision et la manœuvrabilité même à basse vitesse;
- Réduire la surface tout en corrigeant les effets de masquage causés par les lignes de fuite de carène, (qui n'est pas un modèle de "fluidité hydrodynamique").
2) - Des "winglets" ont été collés sur la tête et le pied de la pelle de gouvernail, afin d'empêcher la formation de turbulences d'extrémité.
Cet emprunt à l'aéronautique contribue à l'efficacité directionnelle, par augmentation de l'allongement fictif.
En effet, la hauteur du gouvernail étant faible, (en raison du tirant d'eau), l'allongement initial l'est aussi. L'efficacité risquait de progresser peu ou pas du tout, surtout à basse vitesse.
3) - L'ensemble s'articule sur des paliers en Ertalon, (matériau courant et facile à usiner, n'ayant aucune reprise d'humidité). Un palier au sommet et un au pied du tube de jaumière, plus un troisième soudé sur une jambe de force inox, (le bénitier), boulonnée au talon de quille. Ce troisième palier a permis de choisir un diamètre de mèche de 40 mm à la place des 50 mm, donnés par le calcul, dans le cas d'un gouvernail 100 % suspendu sur deux uniques paliers situés aux extrémités de la jaumière.
Les efforts latéraux sont majoritairement diffusés dans le tableau arrière, mais aussi renvoyés dans:
- L'arrière des flancs verticaux des bancs de cockpit, (grâce à une poutre inox soudée à la jaumière, et boulonnées à ceux-ci);
- La poutre immergée, (bénitier), qui soutient le palier inférieur de gouvernail. Cette poutre ne travaille qu'en latéral et en longitudinal.
Le poids de l'ensemble est totalement et uniquement supporté, au sommet de la jaumière, par une pièce inox usinée à la demande. Cette pièce sert aussi d'articulation et de blocage de barre.
La pelle de gouvernail débordant la longueur de coque, il a été décidé d'installer un pare-choc tubulaire, fixé au tableau, aménagé en delphinière, (option non nécessaire, mais vivement recommandée).
IV - INSTALLATION A BORD
Le bateau étant à sec, la quille à environ 40 cm du sol, et toutes les pièces préfabriquées, l'installation s'est fait en plusieurs phases:
1 - Repérage et perçage du tableau arrière, travail le plus difficile car le tableau est très épais et il n'y a aucun point de repère. Il faut percer et ensuite découper "à l'œil";
2- Introduction du gouvernail par l'extérieur arrière, depuis le sol, pour ajuster le trou. Compte tenu de la longueur de la mèche choisie, ça passe, mais il faut veiller à ce que cette manœuvre soit possible.
3 - Introduction par le dessus, (depuis le cockpit), de la jaumière équipée de ses paliers;
4 - Une fois le tout bien ajusté et calé, (en vertical, latéral et longitudinal), scellement définitif à l'epoxy fortement chargé en silice, (scellement en deux opérations afin de limiter le volume de matière mise en œuvre et les réaction exothermiques;
5 - Après durcissement complet, ponçage, stratifications d'étanchéité, à l'extérieur ET à l'intérieur;
6 - Soudure de la poutre inox de cockpit, "en position";
7 - Ajustage du bénitier, soudure du palier inférieur sur celui-ci, en position, afin de garantir un bon alignement et une rotation tout-à-fait douce;
8 - Boulonnage du bénitier au talon de quille;
9 - Ponçage fin et dégraissage des pièces en inox, application d'une peinture de protection epoxy, puis antifouling.
V - QUELQUES CONSÉQUENCES MINEURES DU CHANTIER
L'axe de gouvernail ayant avancé, il a fallu:
- Déplacer d'autant le point d'accrochage du vérin de pilote automatique, ainsi que ses connexions électriques;
- Recouper la barre afin qu'elle ne bute pas avec le compas de route. (Ceci prouve à quel point la compensation est efficace, même avec une barre raccourcie de 0,25 m).
VI - LES DIFFICULTÉS
Bien entendu il y en a eu, mais elles ne furent pas insurmontables.
Dans mon cas c'était surtout le temps, puisque j'étais expatrié ne revenant que tous les 3 mois. Le chantier c'est donc étalé, entre les études et la mise à bord, sur........ beaucoup trop de temps! Mais une fois à 100% au travail, ET les conditions météo réunies ..... ça a été assez vite. Il restait tout de même les 3/4 du chemin à parcourir.
En fonction de vos moyens techniques, comptez, (si vous bossez à 100% 10h/jour):
- Préfabrication à 100% du gouvernail et ses ferrures: 15 jours
- Montage à bord: une semaine
- Modifications diverses: une semaine.
Si vous n'êtes pas certains de "savoir le faire", n'hésitez pas à "le faire faire". OK ça coûte, mais vous gagnerez beaucoup de temps et de qualité. Je pense en particulier aux pièces mécaniques comme:
- Paliers;
- Butée
- Bénitier
VII - OUTILLAGE ET PRODUITS UTILISES
Outre une bonne caisse à outils standard, ( marteau, tournevis, clefs plates et pipe, pinces, etc), ET UN PETIT ATELIER POUR LA PRÉFABRICATION, DU GOUVERNAIL, j'ai utilisé en particulier:
- 2 tréteaux,
- 8 presses à bois de 450 mm de long,
- 4 presses à bois de 1,20 m de long,
- 5 bastaings de 50 x 50 mm et 2 m de long,
- Rappe à Formica ou équivalent, (très utile pour travailler le polyester ou l'Ertalon),
- Rabot électrique,
- Défonceuse électrique,
- Petit poste de soudure à l'arc à onduleur 100 A + baguettes de soudure inox 316L,
- Perceuse électrique 500 W,
- Ensemble de mèches à percer le métal et le bois,
- Meuleuse d'angle avec disques à meuler et/ou couper l'acier
- Ponceuse orbitale et disques de grain 80 et 500,
- Boîte de taraudage et filetage,
- Rouleau ébuleur strié en polyamide,
- 3 couteaux de peintre, (petite, moyenne et grande),
- Rouleau peinture en mousse, (faire des essais pour trouver la bonne qualité de manchon en mousse résistant aux solvants des peintures et résines),
- Une dizaine de brosse à peinture et/ou résine à jeter après usage, (les solvants sont trop chers!),
- Rallonge de 50m plus multiprise de qualité,
- Ciseau à bois de 15 mm de large,
- Maillet en bois,
- Table à mouler pour la préfabrication des plaques d'extrémité, (un dessus de meuble de cuisine peut faire l'affaire...),
- Beaucoup de bouteilles de lait coupées pour faire les mélanges de résine,
- 7 bidons de 5 l de liquide de refroidissement pour le mélange et l'application de la peinture,
- Scotch spécial pour le traçage de la flottaison, (de loin supérieur au rouleau de masquage traditionnel),
- 10 bidons de dosage de résine, (Sicomin).
Les produits utilisés sont:
- 10 K (#2 kits) de résine epoxy Sicomin SR 550 + Durcisseur SD 5503 (lent) et/ou SD 5505 (rapide), selon rapidité de réaction souhaitée.
- 5 m² de tissu de verre 300 g/m²,
- 5 m² de mat de verre 150 g/m²,
- Peinture epoxy blanche: Hempadur 45141 (Hempel) + diluant,
- Peinture de finition polyuréthane blanc Hempathane 55210 (Hempel) + dilluant,
- Peinture de finition polyuréthane bleue Hempathane 55210 (Hempel), pour cravate de flottaison,
- Un reste d'antifouling pour les retouches sous la flottaison
- 5 L d'Acétone,
- 3 L d'Aérosil 500, (agent thyxotropant),
- 3 L de silice fine, étuvée et calibrée
- Papier de verre grain 80,
- Papier de verre grain 500,
- Chiffons, beaucoup de chiffons!
J'en oublie peut-être, mais vous pouvez toujours me contacter pour plus de détails.
CONCLUSION
Avec un projet bien réfléchi et préparé, le succès est assuré, plusieurs Trismus modifiés de cette façon le prouvent.
Pour ceux que ça intéresse, je peux leur transmettre mes notes de calcul et quelques schémas. Voyez aussi les photos qui en disent plus.
Bon courage à tous!
Darjee
Au commencement était le contreplaqué "Hydro" de 22 mm, (Ets Charles pour la qualité).
Collage des feuilles de CP pour obtenir une ébauche à mettre en forme
L'ébauche à usiner, elle est constituée de 2 demies faces dans lesquelles on a préalablement réservé un espace pour l'axe.
Mise en forme finale d'une demie face.
- Traçage des ordonnées du profil NACA 0012.
- Dégrossissage au rabot électrique, puis ponçage de finition au grain 80. Attention, ça creuse vite!
La demie face est profilée, les plis du CP doivent être le plus parallèles possibles.
On voit les trous destinés à recevoir des pions de centrage, servant à éviter le glissement au moment du collage des 2 demies faces.
Sur l'autre demie face, on a collé les deux pions de centrage.
Fraisage des logements des deux pièces destinées à solidariser parfaitement l'axe et la pelle de gouvernail.
Toutes les pièces constituant l'axe de gouvernail sont ajustées et logées, prêtes pour la soudure. Remarquez les deux paliers supérieurs en Ertalon.
Toutes les pièces de l'axe de gouvernail sont maintenant soudées à l'arc, (baguettes en 316L obligatoires!). Remarquez la pièce en haut de la mèche de gouvernail. Celle-ci sert de palier support à l'ensemble, et d’articulation à la barre franche, à l'aide d'un boulon traversant de 16 mm. Les petits boulons de 8mm visibles sur la partie basse, servent de sécurité. Au sommet de l'axe, un filetage axial permet de frapper un anneau de levage en cas de démontage du gouvernail.
L'ensemble est prêt pour le collage des deux faces.
Collage de l'axe sur une demie face, à l'aide de résine epoxy chargée à la silice et agent thyxotropant, (anti coulure). Ce "mastic" sert à:
- Combler toutes les imperfections d'usinage, afin d'éviter la prise de jeu entre axe et pelle de gouvernail, (il encaissera aussi une partie des efforts appliqués sur le gouvernail),
- Interdire les infiltrations d'eau par l'axe.
Ne pas hésiter à bourrer avec soin.
Collage final des deux demies faces. Garnissez soigneusement au "mastic", et maintenez le collage sous presse jusqu'à réticulation complète.
Question :
Quand tu écris "mastic" pour coller tes 2 demis safrans : c'est quoi ? (un copain
de ponton me demande si c'est de la résorcine ?)
Réponse :
Le "mastic" est un mélange de résine epoxy + silice fine + agent épaississant anti-coulure, (Aérosil 500). Voir la liste des ingrédients consommés que j'ai ajoutée à la fin de la partie rédactionnelle.
La résorcine ne convient absolument pas car elle ne peut coller que du bois, et surtout en joints minces. De plus elle a une résistance mécanique faible lorsqu'elle est trop épaisse. Tout le gouvernail a été collé ou stratifié avec la résine epoxy de la liste, (Sicomin), en utilisant soit le durcisseur rapide, soit le durcisseur lent, selon température au moment des travaux.
Ça commence à ressembler à un gouvernail! Notez le tube de jaumière posé verticalement derrière le gouvernail.
Détail de la sortie d'axe, qui s'emboîtera dans une crapaudine. L'étanchéité faite au "mastic" est vérifiée et re-vérifiée. Notez le petit massif en bois, servant au profilage du bord d'attaque en arrière de la crapaudine. L'épaulement visible sur l'axe sert au contact avec le palier inférieur. Il ne doit pas encaisser la charge verticale exercée par le gouvernail.
Question :
Le massif rajouté sur le bord d'attaque du bas du safran derrière la crapaudine est il du aux contraintes de fabrication ?
Réponse : Le massif collé derrière le palier de crapaudine sert à plusieurs choses:
- Réduire au maximum l'espace entre crapaudine et gouvernail, afin que ce ne soit pas un piège à bouts flottants. Ça a déjà servi une fois! Le jeu conservé est d'environ 7 mm.
- Donner une forme hydrodynamique au bord d'attaque pour recoller les filets d'eau après passage autour de la crapaudine,
- Jouer le rôle d'un couvre joint pour interdire la reprise d'eau par la tranche du contre-plaqué. (Redondant avec la stratification).
Collage d'un massif de mise en forme de la partie supérieure du bord d'attaque. On utilise encore des pions de centrage.
Question :
Même question pour le massif sur le bord d'attaque en haut du safran
Réponse :
Le massif du bord d'attaque supérieur a été collé pour les raisons suivantes:
- Gagner un peu de compensation sur la partie haute qui est mal alimentée en eau, (juste derrière le tableau),
- Donner une forme hydrodynamique au bord d'attaque,
- Jouer le rôle d'un couvre joint pour interdire la reprise d'eau par la tranche du contre-plaqué.
Comme pour l'arrière de la crapaudine, ces deux massifs peuvent être supprimés, a condition de:
- Conserver les proportions du gouvernail,
- S'assurer d'une parfaite protection des tranches du CP par une très bonne stratification d'étanchéité.
La menuiserie et la mécanique sont achevées.
Après masticage et ponçage des petits défauts, le gouvernail est prêt à recevoir sa protection: 1 tissu et un mat de verre, stratifiés à la résine epoxy.
Après un dégraissage à l'acétone, enduction à la résine epoxy.
Stratification du premier tissu, (300 g/m²), au chaud dans le séjour, afin d’avoir au minimum 18°C
La première stratification est achevée, aucune bulle n'est acceptable.
Résultat le lendemain, aucun défaut.
Après mise en place et réticulation du mat de finition, les "barbes" de tissu de verre sont coupées au cutter.
Préfabrication des plaques d'extrémité, (7 plis de tissu de 300g/m² + résine epoxy), le tout moulé sur une plaque de Formica bien cirée.
La plaque d'extrémité supérieure est collée au "mastic"décrit précédemment, à l'aide des grandes presses visibles sur le sol. Un joint congé est réalisé au "mastic", à la jonction du gouvernail et de la plaque d'extrémité. Il sert à:
- Garantir l'étanchéité
- Améliorer l'écoulement des filets d'eau, (comme un Karman le fait avec les filets d'air à l'emplanture d'une aile d'avion).
Détail de la sortie d'axe supérieure.
Détail de plaque de protection collée autour de l'axe de crapaudine. La plaque d'extrémité inférieure n'est pas encore collée. Notez le joint congé visible sous la plaque supérieure, au sommet du gouvernail.
Détail de la sortie d'axe inférieure, elle affleure l'épaulement usiné sur l'axe. La plaque d'extrémité inférieure est en place.
Application de la première couche de peinture epoxy, servant à l'étanchéité, l’adhérence et la protection au raguage.
Application de la première couche de peinture antifouling, (il y en a deux).
Le gouvernail est fini!
Vue de l'ancien gouvernail. Il avait déjà été modifié. Le démontage fut physique, (60Kg, et ça ne voulait pas sortir!). L'échelle fixée au tableau sera aussi déposée, ainsi que l'aiguillot du milieu qui se situe exactement sur le passage du futur tube de jaumière.
Début du perçage du tableau arrière. Il n'y a pas de repère disponible, il faut le créer.
- On perce un 1er trou à l'aide duquel on se repérera, depuis l'arrière ou l'intérieur du bateau.
- Un masque ovoïde en carton est ensuite scotché, on trace la forme à découper, puis une série de petits trous sont forés pour réaliser la découpe.
La forme ovoïde a été déterminée sur Autocad, c'est l'intersection du plan du tableau avec l'extérieur du tube de jaumière, pour une coque calée à 0°, (c.à.d parfaitement horizontale).
Suite du perçage. Le trou est impressionnant car il faut passer la jaumière dont le diamètre fait 80 mm.
Le trou vu du cockpit. Il a fallu traverser le plancher, puis le tableau. Là aussi il a été nécessaire de procéder par approches successives à l'aide d'une série de petits trous et d'un morceau de tube PVC mis à la forme du fond de cockpit.
Le tube guide qui a servi au traçage et à l'ajustage par l'intérieur du bateau.
Le trou dans le tableau est presque fini. L'ajustage a été fait par petites touches successives, à la meuleuse d'angle et avec une fraise montée sur une perceuse électrique.
Le trou est achevé, le tube passe juste, et le calage des axes en longitudinal, transversal et vertical est parfait, ouf!
Mise en place du gouvernail, par l'extérieur du bateau, sans la jaumière. Une simulation avait été faite sur Autocad pour vérifier les débattements nécessaires.
La jaumière munie de ses deux paliers est ensuite introduite par le dessus, depuis le cockpit. La zone en contact avec le trou a été au préalable soigneusement dépolie à la meuleuse d'angle, (avec un disque à meuler l'acier), puis dégraissée, afin de garantir une adhérence parfaite avec la résine epoxy.
Après une ultime vérification du calage, on bloque l'ensemble au mastic epoxy, (résine fortement chargée en silice + agent thyxotropant). Le collage a été fait en deux fois, afin d'éviter un échauffement trop fort de la résine, coulée en grosse quantité. Étant donné les efforts très importants se concentrant sur ce point du bateau, la qualité du masticage est extrêmement importante. Il ne faut pas laisser le moindre vide entre la jaumière et le tableau.
Deuxième phase du collage.
Ça y est, ça tient! sur cette vue, on comprend pourquoi un bon calcul de la mèche est nécessaire: le bras de levier est important. C'est le tube de jaumière qui va transmettre, l'essentiel des efforts sur le tableau, (via les deux paliers en Ertalon). Il faut donc que le collage soir parfait, sans aucun vide ou manque.
Reprise des petits défauts de finition, principalement en dessous, entre la jaumière et le tableau.
Vue de Bâbord après les finitions de masticage.
Vue de Tribord. Il reste à démonter les anciens aiguillots supérieur et inférieur, l'échelle, et boucher les trous.
Mise en place définitive du bénitier, sur lequel est soudé le palier de crapaudine. Le bénitier est constitué d'une tôle de 5 mm pliée à la presse. Le palier de crapaudine a été pointé en place avant dépose et soudure définitive sous argon, afin de garantir un alignement parfait.
Mise en peinture des parties situées sous la flottaison, toujours avec une peinture epoxy, après une bonne préparation de surface.
C'est fini pour la partie immergée. Le gouvernail tourne parfaitement, sans jeu ni aucun point dur. Entretemps, les œuvres mortes ont été réparées, (apparition de micro trous dus au vieillissement du gel coat), les trous d'anciennes fixations bouchés. Deux couches de finition polyuréthane ont redonné une nouvelle jeunesse au bateau.
Ajustage et soudure de la poutre de renfort de cockpit. (Le palier en Ertalon sera déposé avant soudure en continu).
La barre est en place, après avoir été recoupée et revernie. Les soudures de la poutre sont terminées. Notez la broche en forme de "T" qui sert à bloquer le gouvernail au mouillage. La barre peut être ensuite relevée afin de dégager totalement le cockpit.
Question :
La barre parait basse par rapport aux bancs de cockpit : illusion d'optique ?
Réponse :
La barre passe bien au dessus des bancs de cockpit car elle "monte" depuis son articulation. (Voir dernières photos ci-dessous). Le débattement est maximum, mais il est préférable de se limiter à 35° ou 40° de chaque bord. Au delà on est en situation de décrochage des filets d'eau, perte rapide d'efficacité, et création d'un frein plutôt que d'un effet giratoire.
Retour à la bouée après les travaux et la mise à l'eau.
Vue de la structure de la plage arrière. Celle-ci a été réalisée par les Ets N.Caoudal de Bénodet, du beau travail!
Plage arrière lattée à 85% avec de l'Iroko. Elle sera ensuite huilée pour conserver son aspect et être protégée des intempéries.
Plage arrière achevée 1.
Plage arrière achevée 2. L'aspect du tableau est allégé, l'embarquement et le débarquement se font maintenant très facilement depuis une annexe.
Échelle repliée.
Échelle immergée.
Au commencement était le contreplaqué "Hydro" de 22 mm, (Ets Charles pour la qualité).
Collage des feuilles de CP pour obtenir une ébauche à mettre en forme
L'ébauche à usiner, elle est constituée de 2 demies faces dans lesquelles on a préalablement réservé un espace pour l'axe.
Mise en forme finale d'une demie face.
- Traçage des ordonnées du profil NACA 0012.
- Dégrossissage au rabot électrique, puis ponçage de finition au grain 80. Attention, ça creuse vite!
La demie face est profilée, les plis du CP doivent être le plus parallèles possibles.
On voit les trous destinés à recevoir des pions de centrage, servant à éviter le glissement au moment du collage des 2 demies faces.
Sur l'autre demie face, on a collé les deux pions de centrage.
Fraisage des logements des deux pièces destinées à solidariser parfaitement l'axe et la pelle de gouvernail.
Toutes les pièces constituant l'axe de gouvernail sont ajustées et logées, prêtes pour la soudure. Remarquez les deux paliers supérieurs en Ertalon.
Toutes les pièces de l'axe de gouvernail sont maintenant soudées à l'arc, (baguettes en 316L obligatoires!). Remarquez la pièce en haut de la mèche de gouvernail. Celle-ci sert de palier support à l'ensemble, et d’articulation à la barre franche, à l'aide d'un boulon traversant de 16 mm. Les petits boulons de 8mm visibles sur la partie basse, servent de sécurité. Au sommet de l'axe, un filetage axial permet de frapper un anneau de levage en cas de démontage du gouvernail.
L'ensemble est prêt pour le collage des deux faces.
Collage de l'axe sur une demie face, à l'aide de résine epoxy chargée à la silice et agent thyxotropant, (anti coulure). Ce "mastic" sert à:
- Combler toutes les imperfections d'usinage, afin d'éviter la prise de jeu entre axe et pelle de gouvernail, (il encaissera aussi une partie des efforts appliqués sur le gouvernail),
- Interdire les infiltrations d'eau par l'axe.
Ne pas hésiter à bourrer avec soin.
Collage final des deux demies faces. Garnissez soigneusement au "mastic", et maintenez le collage sous presse jusqu'à réticulation complète.
Question :
Quand tu écris "mastic" pour coller tes 2 demis safrans : c'est quoi ? (un copain
de ponton me demande si c'est de la résorcine ?)
Réponse :
Le "mastic" est un mélange de résine epoxy + silice fine + agent épaississant anti-coulure, (Aérosil 500). Voir la liste des ingrédients consommés que j'ai ajoutée à la fin de la partie rédactionnelle.
La résorcine ne convient absolument pas car elle ne peut coller que du bois, et surtout en joints minces. De plus elle a une résistance mécanique faible lorsqu'elle est trop épaisse. Tout le gouvernail a été collé ou stratifié avec la résine epoxy de la liste, (Sicomin), en utilisant soit le durcisseur rapide, soit le durcisseur lent, selon température au moment des travaux.
Ça commence à ressembler à un gouvernail! Notez le tube de jaumière posé verticalement derrière le gouvernail.
Détail de la sortie d'axe, qui s'emboîtera dans une crapaudine. L'étanchéité faite au "mastic" est vérifiée et re-vérifiée. Notez le petit massif en bois, servant au profilage du bord d'attaque en arrière de la crapaudine. L'épaulement visible sur l'axe sert au contact avec le palier inférieur. Il ne doit pas encaisser la charge verticale exercée par le gouvernail.
Question :
Le massif rajouté sur le bord d'attaque du bas du safran derrière la crapaudine est il du aux contraintes de fabrication ?
Réponse : Le massif collé derrière le palier de crapaudine sert à plusieurs choses:
- Réduire au maximum l'espace entre crapaudine et gouvernail, afin que ce ne soit pas un piège à bouts flottants. Ça a déjà servi une fois! Le jeu conservé est d'environ 7 mm.
- Donner une forme hydrodynamique au bord d'attaque pour recoller les filets d'eau après passage autour de la crapaudine,
- Jouer le rôle d'un couvre joint pour interdire la reprise d'eau par la tranche du contre-plaqué. (Redondant avec la stratification).
Collage d'un massif de mise en forme de la partie supérieure du bord d'attaque. On utilise encore des pions de centrage.
Question :
Même question pour le massif sur le bord d'attaque en haut du safran
Réponse :
Le massif du bord d'attaque supérieur a été collé pour les raisons suivantes:
- Gagner un peu de compensation sur la partie haute qui est mal alimentée en eau, (juste derrière le tableau),
- Donner une forme hydrodynamique au bord d'attaque,
- Jouer le rôle d'un couvre joint pour interdire la reprise d'eau par la tranche du contre-plaqué.
Comme pour l'arrière de la crapaudine, ces deux massifs peuvent être supprimés, a condition de:
- Conserver les proportions du gouvernail,
- S'assurer d'une parfaite protection des tranches du CP par une très bonne stratification d'étanchéité.
La menuiserie et la mécanique sont achevées.
Après masticage et ponçage des petits défauts, le gouvernail est prêt à recevoir sa protection: 1 tissu et un mat de verre, stratifiés à la résine epoxy.
Après un dégraissage à l'acétone, enduction à la résine epoxy.
Stratification du premier tissu, (300 g/m²), au chaud dans le séjour, afin d’avoir au minimum 18°C
La première stratification est achevée, aucune bulle n'est acceptable.
Résultat le lendemain, aucun défaut.
Après mise en place et réticulation du mat de finition, les "barbes" de tissu de verre sont coupées au cutter.
Préfabrication des plaques d'extrémité, (7 plis de tissu de 300g/m² + résine epoxy), le tout moulé sur une plaque de Formica bien cirée.
La plaque d'extrémité supérieure est collée au "mastic"décrit précédemment, à l'aide des grandes presses visibles sur le sol. Un joint congé est réalisé au "mastic", à la jonction du gouvernail et de la plaque d'extrémité. Il sert à:
- Garantir l'étanchéité
- Améliorer l'écoulement des filets d'eau, (comme un Karman le fait avec les filets d'air à l'emplanture d'une aile d'avion).
Détail de la sortie d'axe supérieure.
Détail de plaque de protection collée autour de l'axe de crapaudine. La plaque d'extrémité inférieure n'est pas encore collée. Notez le joint congé visible sous la plaque supérieure, au sommet du gouvernail.
Détail de la sortie d'axe inférieure, elle affleure l'épaulement usiné sur l'axe. La plaque d'extrémité inférieure est en place.
Application de la première couche de peinture epoxy, servant à l'étanchéité, l’adhérence et la protection au raguage.
Application de la première couche de peinture antifouling, (il y en a deux).
Le gouvernail est fini!
Vue de l'ancien gouvernail. Il avait déjà été modifié. Le démontage fut physique, (60Kg, et ça ne voulait pas sortir!). L'échelle fixée au tableau sera aussi déposée, ainsi que l'aiguillot du milieu qui se situe exactement sur le passage du futur tube de jaumière.
Début du perçage du tableau arrière. Il n'y a pas de repère disponible, il faut le créer.
- On perce un 1er trou à l'aide duquel on se repérera, depuis l'arrière ou l'intérieur du bateau.
- Un masque ovoïde en carton est ensuite scotché, on trace la forme à découper, puis une série de petits trous sont forés pour réaliser la découpe.
La forme ovoïde a été déterminée sur Autocad, c'est l'intersection du plan du tableau avec l'extérieur du tube de jaumière, pour une coque calée à 0°, (c.à.d parfaitement horizontale).
Suite du perçage. Le trou est impressionnant car il faut passer la jaumière dont le diamètre fait 80 mm.
Le trou vu du cockpit. Il a fallu traverser le plancher, puis le tableau. Là aussi il a été nécessaire de procéder par approches successives à l'aide d'une série de petits trous et d'un morceau de tube PVC mis à la forme du fond de cockpit.
Le tube guide qui a servi au traçage et à l'ajustage par l'intérieur du bateau.
Le trou dans le tableau est presque fini. L'ajustage a été fait par petites touches successives, à la meuleuse d'angle et avec une fraise montée sur une perceuse électrique.
Le trou est achevé, le tube passe juste, et le calage des axes en longitudinal, transversal et vertical est parfait, ouf!
Mise en place du gouvernail, par l'extérieur du bateau, sans la jaumière. Une simulation avait été faite sur Autocad pour vérifier les débattements nécessaires.
La jaumière munie de ses deux paliers est ensuite introduite par le dessus, depuis le cockpit. La zone en contact avec le trou a été au préalable soigneusement dépolie à la meuleuse d'angle, (avec un disque à meuler l'acier), puis dégraissée, afin de garantir une adhérence parfaite avec la résine epoxy.
Après une ultime vérification du calage, on bloque l'ensemble au mastic epoxy, (résine fortement chargée en silice + agent thyxotropant). Le collage a été fait en deux fois, afin d'éviter un échauffement trop fort de la résine, coulée en grosse quantité. Étant donné les efforts très importants se concentrant sur ce point du bateau, la qualité du masticage est extrêmement importante. Il ne faut pas laisser le moindre vide entre la jaumière et le tableau.
Deuxième phase du collage.
Ça y est, ça tient! sur cette vue, on comprend pourquoi un bon calcul de la mèche est nécessaire: le bras de levier est important. C'est le tube de jaumière qui va transmettre, l'essentiel des efforts sur le tableau, (via les deux paliers en Ertalon). Il faut donc que le collage soir parfait, sans aucun vide ou manque.
Reprise des petits défauts de finition, principalement en dessous, entre la jaumière et le tableau.
Vue de Bâbord après les finitions de masticage.
Vue de Tribord. Il reste à démonter les anciens aiguillots supérieur et inférieur, l'échelle, et boucher les trous.
Mise en place définitive du bénitier, sur lequel est soudé le palier de crapaudine. Le bénitier est constitué d'une tôle de 5 mm pliée à la presse. Le palier de crapaudine a été pointé en place avant dépose et soudure définitive sous argon, afin de garantir un alignement parfait.
Mise en peinture des parties situées sous la flottaison, toujours avec une peinture epoxy, après une bonne préparation de surface.
C'est fini pour la partie immergée. Le gouvernail tourne parfaitement, sans jeu ni aucun point dur. Entretemps, les œuvres mortes ont été réparées, (apparition de micro trous dus au vieillissement du gel coat), les trous d'anciennes fixations bouchés. Deux couches de finition polyuréthane ont redonné une nouvelle jeunesse au bateau.
Ajustage et soudure de la poutre de renfort de cockpit. (Le palier en Ertalon sera déposé avant soudure en continu).
La barre est en place, après avoir été recoupée et revernie. Les soudures de la poutre sont terminées. Notez la broche en forme de "T" qui sert à bloquer le gouvernail au mouillage. La barre peut être ensuite relevée afin de dégager totalement le cockpit.
Question :
La barre parait basse par rapport aux bancs de cockpit : illusion d'optique ?
Réponse :
La barre passe bien au dessus des bancs de cockpit car elle "monte" depuis son articulation. (Voir dernières photos ci-dessous). Le débattement est maximum, mais il est préférable de se limiter à 35° ou 40° de chaque bord. Au delà on est en situation de décrochage des filets d'eau, perte rapide d'efficacité, et création d'un frein plutôt que d'un effet giratoire.
Retour à la bouée après les travaux et la mise à l'eau.
Vue de la structure de la plage arrière. Celle-ci a été réalisée par les Ets N.Caoudal de Bénodet, du beau travail!
Plage arrière lattée à 85% avec de l'Iroko. Elle sera ensuite huilée pour conserver son aspect et être protégée des intempéries.
Plage arrière achevée 1.
Plage arrière achevée 2. L'aspect du tableau est allégé, l'embarquement et le débarquement se font maintenant très facilement depuis une annexe.
Échelle repliée.
Échelle immergée.