La construction
Nous avons demandé à l’architecte Erik Lerouge de concevoir notre nouveau voilier en fonction des programmes de navigation que nous envisagions.
Le Haka 145 est un monocoque biquille gréé en cotre associé à un mât carbone. La coque est en sandwich (AIREX/Kevlar/époxy) renforcée. La construction s'effectuera sur moule mâle en utilisant le procédé de l'infusion.
Pour commencer nous édifierons un abri : une grande serre de jardinier de 30 mètres de longueur, 9.5 mètres de large et 3.2 mètres de hauteur.
Construction de la coque
Première étape : le moule
Pour nous il s’agissait d’un moule mâle, plus facile à fabriquer qu’un moule femelle. Le frégatage du bateau (moins de fardage, redressage plus facile, moins de poids dans les hauts) impose, hélas, pour démouler, la destruction du moule.
Nécessité absolue de fabriquer un moule totalement étanche pour l'infusion
Mise en place du marbre et positionnement des cornières selon le plan des sections.
Découpe et installation des sections
en aggloméré de 25 mm.
Lattage des sections
Pose de deux plis croisés de contre-plaqué de 4 mm puis
enduction de la deuxième couche de contre-plaqué et ponçage à la latte.
Stratification d’un tissu câblé de 300 g.
Enduit et ponçage pour obtenir un moule sans défaut majeur.
Deux couches de peinture époxy pour parfaire l’étanchéité, puis ponçage au grain 120.
Passage d’un bouche pore sur le moule.
Pour finir: cinq couches de cire passées au pistolet à peinture.
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Deuxième étape : drapage des tissus
Les tissus sont posés les uns après les autres, alternant tissu de verre bi-biais 600 g et verre-kevlar 440 g pour un total de neuf couches de tissu pour la peau intérieure. On commence toujours par placer en premier sur le moule un tissu dit de délaminage qui une fois la coque démoulée protégera celle-ci et limitera, après arrachage, les séances de ponçage en attendant de procéder aux liaisons secondaires (pose des cloisons) et peinture.
En blanc le tissu de verre.
En jaune le tissu verre-Kevlar.
Fond de coque renforcé.
Etrave renforcée.
Troisième étape : la pose des tissus techniques.
Sur les tissus disposés selon le plan de stratification, est mis en place un tissu de délaminage.
Pose d’un tissu micro-perforé qui permet le contrôle du flux de résine. Les bandes de ce tissu ne doivent pas se chevaucher
Mise en place à l'avant et à l'arrière d'un frein pour la résine et d'une aspiration du vide.
Enfin mise en place d’un tissu de drainage de la résine qui ressemble à un filet (tissu vert). Ce tissu facilite l’évacuation de l’air et permet la diffusion homogène de la résine sur la pièce.
Quatrième étape : le système d’injection de la résine:
La résine est distribuée sur la pièce par des rampes perméables. Nous avons pour notre part utilisé du tube spiralé mis en place dans une gaine d’emballage de couleur orange et l’ensemble cousu sur le filet vert. Ces rampes ont été disposées pour répondre à une injection de résine fractionnée. La distance entre chaque rampe est déterminée par un essai préalable sur un échantillon comprenant la totalité des tissus à imprégner. On doit mesurer la vitesse de diffusion de la résine, car plus on s’éloigne de la rampe nourricière et plus la vitesse de diffusion diminue et la résine finit par s’arrêter. La distance retenue est celle qui correspond au meilleur compromis vitesse/diffusion/distance. Dans notre cas la peau intérieure était plus épaisse dans les fonds que sur le bordé aussi a-t-il été installé une rampe intermédiaire plus courte correspondant aux renforts de fond de coque, cette rampe intermédiaire a pour but de rattraper le front de résine qui diffuse plus rapidement là où l’épaisseur des tissus est moindre.
Cinquième étape : aspiration du vide.
A chaque extrémité de la pièce est installé un tuyau spiralé cousu dans du tissu de délaminage, lui-même cousu sur le tissu de délaminage qui recouvre la pièce. Entre ce tube d’aspiration du vide et le tissu à infuser est installée une forte épaisseur de tissu de verre qui servira de frein à la résine à la fin de l’infusion pour que cette dernière ne passe pas par le tube d’aspiration du vide et ne soit aspirée par la pompe à vide; d’où l’intérêt de disposer entre la pompe à vide et la pièce un système de recueil du trop plein de résine (pour nous une vieille cocotte minute fit l’affaire).
Sixième étape : mise en place de la bâche à vide.
L’étanchéité de la bâche souple sera assurée par un joint périphérique (mastic préformé) mis en place sur tout le pourtour du moule. La mise en place n’est pas difficile, mais il faut penser à plisser la bâche à chaque rampe pour pouvoir installer facilement à l’étape suivante les tuyaux d’alimentation des rampes.
Une fois la bâche installée et le joint collé, mise en route de la pompe à vide. Il existe différent type de pompe à vide, nous avons une pompe à vide à anneau liquide triphasé; un appareil fiable est indispensable pour obtenir un vide correct, un compactage des tissus satisfaisant et la diffusion de la résine. Une panne de la machine et tout est à refaire.
Traquer les fuites, en particulier sur le pourtour du moule, soit à l’oreille (on perçoit un sifflement), soit beaucoup mieux avec un appareil appelé détecteur de fuite surtout pour les fuites infimes. On contrôle la mise sous dépression grâce à un vacuomètre installé sur le moule.
Les pertes de pression pour un bon vide ne doivent pas dépasser 50 g en un quart d’heure. Si elles sont supérieures le contrôle de l’étanchéité sera à revoir. Pour que l’infusion soit correcte l’étanchéité doit être parfaite. Une entrée d’air et celui-ci collerait vos tissus à la place de la résine.
Septième étape : mise en place des tuyaux d’alimentation de la résine
Après avoir fait le vide et contrôlé celui-ci, il est nécessaire de mettre en place les tuyaux d’alimentation de la résine. On incise la bâche au sommet de la rampe, on y dispose un Té, on referme à l’aide d’un mastic préformé, on ajuste le tuyau au Té en assurant l’étanchéité et à l’autre extrémité du tuyau on installe une vanne quart de tour munie d’un tube plongeur. Pour faciliter le contrôle tous les tuyaux seront situés du même côté de la pièce à infuser.
Huitième étape : l’infusion proprement dite.
Si tout se présente bien on peut envisager d’infuser. Pour cela on calcule la quantité de résine dont on va avoir besoin, on la pèse (durcisseur d’un côté et résine de l’autre), on la stocke à température ambiante, l’idéal est d’avoir la résine à une température de 25°C, nous contrôlions la température avec une fourchette thermomètre de cuisine. Attention à la température de la pièce à infuser: si elle est trop froide la viscosité de la résine augmente avec le risque de s’arrêter et si la pièce est trop chaude la résine risque d’aller trop vite et de mouiller insuffisamment les tissus.
Dès que tout est en place le premier mélange est effectué. Nous avions préparé la résine par doses de 5 kg dans des pots métalliques et la quantité de durcisseur pour ces 5 kg dans un pot plastique. Il n'est pas question de mélanger la totalité de la résine en une seule fois, elle prendrait en masse. Les doses seront mélangées au fur et à mesure de l'avancée de la résine dans les tissus. On choisit d'alimenter comme première rampe celle du milieu, on alimentera les autres rampes en fonction de l'avancée du front de résine, la rampe suivante ne sera ouverte qu'après avoir été franchie par la résine de 7 à 8 centimètres.
Pour la peau intérieure de notre coque l’infusion dura 8 heures avec infusion de 240 kg de résine pour 9 couches de tissu (bi-biais 600 g 5 couches, kevlar 4 couches soit un poids de verre de 420 kg) en sachant que la perte induite par les tissus techniques et tuyaux a été évaluée à 60kg.
On aperçoit le front de résine qui se dirige vers la rampe suivante.
Dépassement de la rampe par le front de résine.
Contrôle de l'infusion
Un fois l’infusion achevée, le vide sera maintenu pendant la polymérisation de la résine, soit quelques heures. Ensuite on enlève les différents tissus techniques mais en laissant le tissu de délaminage qui protégera la coque en attendant l’étape suivante.
Neuvième étape : Collage de la mousse d'AIREX du sandwich
L'étape suivante consiste à coller la mousse du sandwich, là aussi sous vide. Pour un collage sans bulle il convient de trouer la mousse pour que l'air puisse s'échapper. A cette étape on disposera les différents inserts en contre-plaqué pour les différentes vannes,accasttillage, passe-coque, etc...
La mousse collée sera poncée pour rattraper les irrégularités de celle-ci.
Dixième étape : la peau extérieure
Pour la réalisation de la peau extérieure les mêmes étapes que pour la peau intérieure seront répétées, la mise en œuvre reste identique.
Onzième étape : enduit et ponçage
Après infusion de la peau extérieure, mise en route de la post-cuisson de l’ensemble de la coque à une température de 60° C pendant 18 heures pour que la résine puisse bénéficier de toutes ses caractéristiques techniques. Nous avons utilisé un puissant chauffage industriel.
Puis enduire et poncer jusqu’à obtenir une coque lisse sans défaut. Le plus long et le plus pénible. Le ponçage représente de longues semaines de travail. Enfin peindre avec une peinture époxy avant de retourner la coque en laissant le livet libre pour la jonction pont-coque ultérieure.
Retournement de la coque
La coque fut retournée à l’aide de deux grues, le moule restant en place (y compris les IPN) pour éviter d’utiliser un conformateur.
