En me rendant compte que je connais personne d’assez fous pour naviguer dans un bateau aussi instable que la Coquille que j’ai dessiné, et que ce bateau est mal taillé pour un usage en solo et qu'il serait très encombrants, j’ai décidé de reconsidérer mes spécifications en faisant un seul changement : le bateau n'accueillera qu’une seule personne au lieu de 2.
Reconsidération des spécifications
Cette seule modification entraîne évidemment un grand nombre de changements et me donne aussi plus de liberté sur les aspects design. Aussi j’ai décidé d’en profiter pour ajouter deux nouvelles contraintes :
- Transport principalement dans ma voiture et non juste optionnel
- Fabrication en 2 panneaux contreplaqué petit format (2.5x1.22m) pour optimiser l’achat de matière. La Coquille avait besoin d’un panneau grand format pour les clins.
Et je rappelle mes autres spécifications :
- Navigation à la pagaie double prioritairement et à la voile
- Coque bois à clin et à étrave pour le charme
- Construction la plus accessible possible
Définition des dimensions
Les deux nouvelles contraintes m'ont fait opter pour une longueur de carène de 2.4m au lieu des 2.5m de la Coquille. Ce petit changement permet un avantage énorme : la coque passerait à la verticale sous la plupart des plafonds habités, et il y aurait donc la possibilité de stocker le bateau à l’intérieur !
La longueur choisie j’ai pu commencer à réfléchir sur les autres dimensions. Pour naviguer à la pagaie double il faut un franc bord réduit et une carène rapide, pour naviguer à la voile il faut un maximum de largeur pour la stabilité. Vu qu’il n’y a qu’une personne à une station fixe, je peux faire un pontage intégral et ainsi réduire le franc bord à une vingtaine de centimètre. Pour la largeur ça sera au maximum de ce que les panneaux de cp me fourniront et au environ de 80cm.
Ensuite se posait la question du type de carène : double étravé ou avec tableau arrière ? Niveau navigabilité dans la première option on a des performances de glisse meilleures, dans la deuxième une stabilité accrue. Niveau fabrication un double étravé est plus difficile à réaliser car un trévirage plus prononcé et des bordés à ajuster précisément en longueur. Mais au juste à quoi ça ressemble une coque à double étrave de 2.4m capable de déplacer entre 80 et 90kg sur avec une vingtaine de cm de franc bord ? J’ai essayé de dessiner un truc et j’ai vu que ça ne me convenait pas car il n’y aurait pas assez de place pour les jambes tant qu’on garde le maître couple au milieu.
Donc j’opte pour une carène avec un tableau arrière qui permet en réduisant le trévirage de reculer le maître couple, et donc de reculer la personne à bord pour un gain de place pour les jambes. J’en reviens à refaire tout comme la Coquille mais avec une largeur et une hauteur réduite. Quelques chose dans ce genre :
Il ne s’agit donc pas d’un kayak mais pourtant d’un bateau pour une personne naviguant à la pagaie double avec un hiloire (j’avais mal orienté ma requête de plan à cause de ça). Je ne sais pas comment on appelle ce genre de bateau mais il semblait évident que je doivent à nouveau en faire la conception perso pour satisfaire tous mes besoins. De toute façon j’ai toujours adoré dessiner des bateaux et c’est une activité qui m’occupe intelligemment et sans engagement durant ma période de chômage !
Je vais donc vous présenter comment j'ai conçu mon bateau pour avoir d'éventuels retours de connaisseurs.
Je n’ai pas encore donné de nom à cette nouvelle coque, cela viendra avec l'aboutissement du design.
Définition de la surface nominale
Je commence par un croquis du profil. Cette fois pour la quille je l’ai tracé en une spline 4 points (plutôt qu’une ligne droite et une courbure constante) pour mieux s'approcher des courbures naturelles d’une flexion car la quille sera plate ici. J’ai définie un point qui sera plus ou moins la position du maître couple de la carène, je l’ai posé à ⅔ de la longueur pour laisser de la place au jambes. J’ai mis une hauteur de 35cm ce qui laisse après évaluation du volume déplacé un franc bord de 25cm, il est possible que j’ajuste cette valeur.
Pour le pontage je n’ai pas mis de tonture, j’explique plus bas pourquoi. Pour l’étrave je l’ai tiré droit, avec la Coquille j’avais fait l’erreur de forcer l’arrondi et ça avait entrainé plein de difficultés sur le dessin. En fait l’arrondie vient naturellement avec l'épaisseur de l’étrave.
Ensuite j’ai dessiné le bord de la coque avec une spline 3 points. En imposant l’extremum coïncidant avec le maître couple ça suffit à définir entièrement la ligne et la largeur du tableau est un résultat. J’ai défini la largeur à 77cm pour que ça entre dans un panneau CP petit format avec dans la largeur de 1.22m une quille de 10cm et des couples de 35cm.
Puis j’ai dessiné 2 profils, un au maître couple et un au tableau. Ces deux profils ne sont pas des arc de cercles mais des splines 3 point avec tangentes horizontales et verticales pour maximiser la stabilité de la coque.
Avec ces lignes on peut dessiner la surface nominale de la coque. La forme manque un peu de charme à cause de l'absence de tonture, mais c’est pas trop grave.
Avec Catia on peut faire une analyse de stabilité statique en mesurant le volume déplacé et les centres de gravité, ça permet de positionner le rameur dans le bateau.
Définition de l’architecture générale
En parallèle du dessin j’ai réfléchi à l’architecture du bateau. Avec des sections de dimensions réduites et fermées il n’y a pas de problèmes à faire des couples scié en contreplaqué. Avec la présence des couples, les clins deviennent solides donc on peut les faire fin de 5 ou 6mm comme cela m’avait été recommandé pour la Coquille. Mais comment les visser entre eux alors ? Je n’aime pas l’idée des rivets cuivre qui dépasse et où il faut être des deux côtés pour les poser. En fait, j'ai résolu ma plus grosse crainte de réduire l’épaisseur des clins en envisageant de les visser avec des petites vis à bois en grand nombre. Donc ça serait des clins de 6mm vissés entre eux par des vis 2.5*10 (comme ça les vis ne dépassent pas !) et vissés sur des couples CP 10mm avec des vis plus grosses.
Ensuite j’ai réfléchi au chantier, la présence du pontage m’a donné envie de m’en servir comme base, il n'y aurait qu’à fixer les couples et la quille dessus et de poser le tout sur des tréteaux pour avoir un chantier déplaçable sans OSB temporaire ! (est ce que les kayak sont réalisés de cette façon aussi ?) Pour cette raison, mais aussi pour une question de matière brute, le pontage est en 10mm ce qui le rend difficile à cintrer dans un sens ou l’autre.
La quille sera plate comme j’ai pu le voir sur le forum. Sur la Coquille elle était verticale et ça aurait été galère de visser les galbords dessus, ici la quille agit comme un clin mais en 10mm.
Définition des clins
Il aurait été logique de faire d’abord des simulation avant une conception chronophage, mais pour avoir une masse précise et pour m’assurer d’un nesting sévère, j’ai fait dans ce sens. Et puis une telle coque semble stable à vue d'œil non ?
J'ai utilisé la même technique que pour la Coquille pour tracer les clins, c'est-à-dire en commençant par subdiviser les trois sections (étrave, maître couple et tableau) en points réguliers. J’ai choisi à ce moment de faire 5 clins qui feront environ une largeur apparente de 10cm pour correspondre à la largeur de la quille (elle même définie avec le nesting, tout est lié !). Pour chaque trio de points j’ai définie un plan qui en intersectant avec la surface nominale me donne des lignes de subdivision propres.
Avec ces lignes j’ai pu dessiner les clins en s'appuyant sur la face intérieure de la surface nominale pour être sûr qu’ils tombent bien sur l’étrave. Je les ai dessiné du haut vers le bas à cause d’une histoire de surface de références.
A l’étrave les clins finissent à franc bord en faisant une feuillure droite parce que c’est comme ça que j’ai appris à faire avec les maquettes. Dans les faits il ne termine pas tout à fait à franc bord à cause de ma façon de dessiner mais c’est pas trop grave (ça laisse de l’épaisseur pour la feuillure).
Pourquoi je dessine tout sur ordinateur vous allez me dire ? C’est parce que CATIA peut déplier les clins et ça me permet alors d’optimiser la matière brute achetée et de grandement faciliter leur découpe. Sur cette conception j’ai mieux dessiné la carène et tous les clins ont pu être dépliés en tant que surface réglées, mais leur vrillage crée forcément des déformations physique que CATIA m’a avertie. J'espère que ça sera bon.
Définition de l’ossature
En intégrant un mannequin CATIA j’ai pu définir la position des couples : un plein au niveau du dos qui correspond par chance au maître couple (découpe droite des bords), un évidé sous les genoux qui servira pour le puits dérive (je sais le couple est trop fragile pour le moment), un plein après les pieds, et le tableau arrière.
En faisant de cette sorte je me suis rendu compte que je pouvais créer deux volumes étanches qui feraient le rôle de réserve de flottabilité, tant mieux ! Le volume arrière servira en plus de coffre. Je n’ai pas jugé nécessaire de mettre un couple évidé dans ce compartiment car je fait confiance à la double courbure locale de la coque et du montage en clin pour la rigidité (même sur 6mm d’épais), de plus niveau matière brute j’arrive aux limites comme je le montre plus bas.
L’aileron est nécessaire je pense pour stabiliser la trajectoire sans safran. Pour sa fixation je le fait passer à travers la quille au bout en plus d’un vissage sur la tranche, mais il me semble un peu fragile encore. Je manque d'idées et de matière brute pour le renforcer.
Le rameur sera assis sur un siège gonflable issu de mon canoë gonflable (non représenté).
Aménagement
Ensuite vient la définition de tout le reste. D’abord le puits d’étrave (car oui je compte bien le faire une voile !). Il se situe entre les jambes. J’ai calculé la hauteur pour que quand le bateau se remplie d’eau (sauf dans les volumes étanche), l’eau puisse sortir par le puits le plus possible ce qui limite l’écopage après un dessalage. J’arrive à une masse déplacée de 200kg dans ce cas.
L'ouverture a été dessinée en essayant de rendre confort l'entrée et la sortie du bateau (60cm de long, 50cm de large et 20cm au bout) . L’hiloire fait 7cm de haut et est dessinée pour le moment en CP 6mm, j’espère que ça suffira. L’avantage par rapport à la Coquille est que je n’ai pas besoin de dégager le pont pour poser le bateau dessus, il passe à l’endroit dans ma voiture.
L’ouverture pour le compartiment bagage et le bouchons correspondant seront découpés à la scie sauteuse avec une coupe en biais. J’ajouterai un joint sur la tranche et des brides pour le fonctionnement étanche. Je me dis que pour le compartiment étanche avant il faudrait aussi un bouchon pour le vider de temps en temps.
Nesting
Avec toutes les pièces dessinées je me suis dépêché de faire le nesting pour voir si ça passe sur deux panneaux de 2.5x1.22m. Et la réponse est… oui ! De justesse pour les clins !
Panneau de 10mm, il me reste de la place pour faire quelques goussets.
Panneau de 6mm, il y a un écart de 3mm au plus rapproché. Je pense que je vais réduire un peu la hauteur du bateau pour donner plus de marge (pour la Coquille il fallait modifier le patron du galbord, je ne sais pas si je ferait une maquette pour vérifier ça sur ce bateau).
Masse
La masse estimée du bateau est de 17kg, ça me convient. Son encombrement permet de le ranger à l’endroit dans ma voiture et à la verticale sous un plafond, c’est une des motivations principales quant au changement d’échelle de projet.
Simulations
Rassuré par le nesting et ayant une masse précise, je suis passé au simulations pour vérifier la stabilité. Avec CATIA j’ai exporté un STL de la surface nominale avec un maillage le plus gros possible en vue d’une simulation sur Unity avec le moteur physique que j’ai codé.
J’ai d'abord mesuré les paramètres d’inerties sur CATIA de l’ensemble rameur et coque et je les ai reportées sur Unity. Cette simulation n'est pas très réaliste car en vrai on bouge le buste pour compenser la gîte, mais elle donne un aperçu conservatif de la stabilité.
La coque flotte à la ligne d’eau du design comme prévu. Sur l’image les forces ne sont pas régulières car les triangles du maillage n’ont pas tous la même taille, mais ça donne une bonne vision de la pression. En manipulant la coque on arrive à 30° de gîte avant de chavirer. Par contre, le moindre déplacement latéral du centre de gravité fait chavirer le bateau.
Ensuite je mesure les paramètres d’inerties de la partie basse du rameur avec la coque, cela correspond aux parties statiques. Je les reporte sur Unity et j’ajoute une force verticale au centre de gravité qui simule le poids du buste (38kg). Avec cette configuration la coque peut prendre jusqu’à 45° de gîte avant de chavirer.
Pour ne pas faire la même erreur que sur la Coquille, je simule des décalages de centre de gravité. En latéral on peut décaler de 10cm :
En avant on peut décaler de 50cm, alors un décalage latéral de 5cm menace de faire chavirer le bateau.
Puis une simulation dans des grosses vagues latérales. Le problème est que le bateau glisse dans les vagues ce qui n’est pas très réaliste (ma simulation n’est pas très précise pour les écoulements de l’eau), mais le bateau ne chavire pas.
En conclusion le bateau semble suffisamment stable et c’était gagné d’avance car il est plus large qu’un kayak et dispose d’un tableau arrière (une étrave déstabilise une coque).
Gréement
Je n’ai pas encore définie précisément le gréement car il sera réalisé plus tard, mais en gros je récupérait ce que j’ai du kit pour le canoë gonflable : un mât alu de 3m divisible en 2, une grande voile avec une bôme télescopique qu’on tiendrait directement à la main à la manière d’une planche à voile, et un safran relevable (à monter avec un platine démontable) relié à un palonnier (qui serait attaché sous le pontage).
Le gréement à piller en question :
Pour la dérive je la ferai dans une autre matière brute car je n’ai plus la place sur le CP10mm et que de toute façon ça aurait été trop souple je pense.
La voile que j’ai commencé à se faire vieille mais sera parfaite pour tester le gréement : surface de toile et équilibrage sous voile. J’en ferai une nouvelle avec les résultats mais c’est pour dans longtemps !
Suite du projet
Voilà donc la définition du nouveau projet qui reste à peaufiner par endroit, en fonction de vos retours aussi.
Bientôt je vais avoir plus de visibilité sur ce qui m'arrivera les prochains mois (j’espère en tout cas) et de là j’en déduirais si je me lance dans la construction. J’estime à 1 mois de fabrication sans les finitions et le gréement, je pense pouvoir bosser à l’intérieur de mon appart quand il fera trop moche. Niveau budget ça doit pouvoir descendre sous les 200€, à confirmer. Je ne pense pas faire de maquette démonstrative car ça prend du temps et que je finir par en manquer (je compte sur l'expérience acquise avec la Coquille et vos expériences à vous !)
Alors qu’en pensez vous ?
