Archi - Conception de coque : Vaigrages hermétiques soudés

Hello !
Après avoir longuement étudié les différentes solutions de matériaux (acier, alu, strongall, infusion, sandwich ...), je viens avec une proposition, et je serais preneur de vos avis !

Le voilier serait un DI à bouchains de grand voyage.

L'idée serait de faire une coque acier sur lisses flottantes, assez classique, sauf que l’épaisseur des tôles de bordés serait extrêmement réduite, afin de gagner du poids.
Les tôles des bordés peuvent être pré-peintes du coté extérieur.

A partir de là, une grosse épaisseur de plusieurs cm de polyuréthane. Les lisses et les membrures seront entièrement noyées dans la mousse, et recouvertes.
sauf dans les fonds, afin de l'espace sous les planchers, et de descendre autant que possible le poids.
Le polyuréthane est soufflé au fur et à mesure de l'installation du vaigrage, ou injecté après.

Le vaigrage prends la forme d'une seconde épaisseur en aluminium, réalisée à l'intérieur de la première. Il peut y avoir quelques tasseaux en bois pour faciliter la construction, mais l'idée serait que cette surface repose entièrement sur le polyuréthane, sans contact avec l'acier. Cette surface recouvre donc entièrement la coque depuis l'étrave jusqu'au tableau arrière.
Les aménagements internes sont ensuite fixés par soudure alu.
(oui, je ne suis pas trop fan du bois de toute façon)

Hors périmètre :
Les fonds (d'une épaisseur considérable, accessibles et traités) et les passes coques (inox) sont gérés comme dans une coque acier standard, on peut oublier leur question. Idem pour les réservoirs qui seront probablement placés contre l'acier sans la couche de polyuréthane.
Le pont reprend la même logique, mais en alu sur les 2 faces. (par contre, je n'ai pas trouvé quel était le matériau des couples pour un pont alu)

L'avantage de cette conception serait de fournir une conception très solide à partir de tôles assez minces. (je l'aurais imaginé sans couples, mais je ne suis pas certain que l'on puisse confier cette responsabilité uniquement au polyuréthane).
Par ailleurs, les bordés restent faciles à réparer, et les matériaux ne devraient pas coûter cher.
Enfin, la coque est totalement isolante, et insubmersible.

Les défauts sont de doubler le nombre d'étapes de soudure, de rendre les vaigrages inamovibles (il faut donc être sûr de n'avoir rien oublié, sachant qu'on conserve quand même le volume sous le plancher), et de rendre l'intérieur de la coque inaccessible pour inspection.

Par contre, la question serait : quid de la corosion à l'intérieur de ce volume hémertique et plein de mousse ?
Est-ce que cette conception permet d'éviter la maintenance assez lourde qu'impose généralement l'acier en construction navale ?

Merci d'avance pour vos remarques ! :)

L'équipage
18 mai 2014
18 mai 201418 mai 2014
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Cette approche me paraît compliquée. Les rares avantages de l'acier disparaissent. Aucun contrôle de la corrosion à l'intérieur du sandwich. Je ne vois pas trop l'intérêt par rapport à d'autres mode de construction.

Dsl ...

18 mai 201418 mai 2014
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la soudure ne va-t-elle pas fondre ou bruler le polyurethane ?
autre question, ou sont vises les elements de pont ? (capots, winch, taquet ...)

18 mai 201418 mai 2014
2

La mousse de polyuréthane est une éponge avec l'eau. Une épaisseur de tôle fine perd l'avantage de la résistance au poinçonnage l'acier. Souder de la tôle acier ou alu fine, bon courage. Si les matériaux ne sont pas liés, il n'y a pas de sandwich (coef de dilatation différent) donc aucune résistance.

22 mai 2015
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Je suis d'accord, c'est un vrai piège à eauet même avec cellules fermées, la PU n'est pas hydrophobe chimiquement. De plus la mise en oeuvre n'est pas si facile qu'elle en a l'air. La seule méthode abordable pour un particulier est la coulée. C'est la seule qui permet de combler tous les espaces. Le temps de travail est très court, quelques minutes tout au plus après mélange. De plus, il ne faut surtout pas se tromper dans ses calculs de volume sous peine de voir les structures exploser sous la pression de la mousse.
Et comme il est dit plus bas, pour faire un véritable sandwich, il faut un liant entre les différents matériaux, une matrice comme l'époxy.
Pour la construction en métal, je ne maitrise pas alors je me tairai!

19 mai 2014
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Bah, le polyuréthane est placé après les soudures, et effectivement, en cas de réparation, il faut commencer à le dégager.
L'inflammabilité (avec gaz toxiques) et la capacité à conserver l'humidité sont résolus par le fait qu'il serait enfermé de façon hermétique.
Et évidement, si les tôles sont plus fines, le but n'est pas non plus d'aller jusqu'à des petites feuilles, mais plutôt de dire que la rigidité n'est pas entièrement assurée par les tôles.

Je n'ai pas compris la notion de coefficient de dilatation, c'est entre la mousse et le métal, ou entre les 2 métaux différents ?

Merci pour ces commentaires ! :)

18 juin 2014
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J'ai découvert par hasard le chantier Etap ... Qui fait justement des voiliers à double coque, avec l’intérieur moussé au PU.
Par contre, ils les font avec des coques polyester.

Après davantage de recherches sur la mousse de PU, c'est parfaitement adapté aux voiliers (cellules fermées), cela sèche vite, peut se faire dans une ambiance totalement sèche d'eau, et ne gonfle pas forcément beaucoup ... Donc, cela se pose assez facilement après les soudures.

Les avantages de cette solution tels qu'annoncés par Etap sont :
- une augmentation de la rigidité globale (et encore, ils n'ont de pas de liaison coque-pont)
- une excellente isolation
- l'insubmersibilité du bateau
Les défauts étant :
- +60% de travail (mais je trouve qu'ils ne poussent pas le concept bien loin, puisque l'intérieur reste bourré de vaigrages bois collés sur le polyester ...)
- une grosse perte de place dans le bateau
- (et accessoirement, l'aménagement intérieur unique, puisqu'ils ont un moule intérieur)

Bref, je continue à trouver que l'idée n'est pas totalement stupide, à condition de ne pas abuser sur la finesse des bordés.

18 juin 2014
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En ce qui concerne Etap, en fouillant ici tu trouveras l'avis d'un propriétaire d'Etap qui a eu de sérieux problème avec cette conception. Il a fait un travail colossal pour virer partiellement le contre moulage et mettre de vraies varangues.

18 juin 2014
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Pour nos types de bateau, pour la construction métallique , actuellement la logique est d'utiliser l'alu plutôt que l'acier.
La différence de prix est minime car l'alu a beaucoup baissé, et les avantages de l'alu l'emportent nettement sur l'acier et il y a tout intérèt à faire une structure homogène au niveau métallique sur un bateau. Si sur le plan théorique on peut viser de faibles épaisseurs il ne faut pas oublier les contraintes pratiques à la construction et le fait qu'un vrai bateau de voyage, fait pour durer, n'a rien de commun en fait avec un bateau de course. La solution de facilité de la projection de mousse se paye cher quand il faut reprendre une soudure ou qu'il y a inflitration d'eau. Si la mousse devient vraiment structurelle il faut penser à sa résistance aux contraintes et à son vieillissement. Pour la tenue des aménagements les techniques de poussée-blocage sont largement utilisées sur les constructions strongal où il y a peu de points d'appui soudés à la coque.

18 juin 201418 juin 2014
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"Poussée-blocage" ? qu'entends tu par là ? (à la rigueur, un truc qu'on retrouve sur google)

La description sur le voilier etap a été faite comme d'habitude par quelqu'un plein de talent et ayant la motivation de tout mettre sur un site web, mais sans le bon sens de le mettre quelque part où cela survivrait plus de 24mois, hélas.

19 juin 2014
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Si vous voulez tenir par exemple une cloison verticale vous pouvez la fixer directement à la structure voisine portante.
Cela est facile et utilisé avec la construction cadres et lisses.
Si vous n'avez pas ou peu de ces appuis vous pouvez dans un volume fermé comme celui d'une coque tenir les cloisons verticales flottantes par des intermédiaires latéraux poussants et donc eux mèmes bloqués et ce de proche en proche depuis des points d'appuis extrèmes ou intermédiaires fixés. Cela était très bien décrit par les Meffres quand ils ont aménagé eux-mèmes leur "Métapassion" coque strongal fabriquée par les chantiers Méta à Tarare. Ce qui frappe dans ce type de coque est le peu de points de renforts et d'appuis par rapport à une construction classique en structure cadre lisse ou maillée (et ce qui ouvre aussi des discussions pour l'absorption de l'énergie d'un choque éventuel).
On retrouve ces combines enfantines dans le batiment et l'architecture.

21 mai 2015
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Hello !
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Je reviens à la charge sur ce "vieux" sujet. J'y crois encore !
Par contre, j'abandonne l'idée d'avoir un vaigrage en métal, parce que cela rends effectivement probablement la construction ultra-chiante.
.
Mon principal problème, c'est que je trouve que les vaigrages à apporter à une coque sont une source excessive de poids, de complexité et d'entretien, et qu'il doit y avoir là un poste à optimiser.
Par ailleurs, je n'ai rien contre l'alu, mais l'acier semble ... plus simple.
.
Nouvelle copie :
1) On crée une coque en acier avec des varangues, couples et des lisses classiques.
2) On recouvre la totalité de la surface interne de 10cm de mousse PU (cellules fermées) projetée : les lisses et les couples sont noyés sous la mousse.
La mousse est ensuite taillée pour donner la forme que l'on veut, notamment des planchers plats (mais aussi des passages, des puisards, etc.)
3) On stratifie directement sur la mousse de façon à isoler entièrement la coque. (il semble que cela marche à merveille)
.
-> Une coque acier n'a qu'un défaut, mais un énorme défaut : elle rouille, surtout de l'intérieur ! Le premier message de ce topic rappelle qu'il faut pouvoir surveiller, mais quel possibilité aurait la coque de rouiller de l'intérieur dans ce cas ? Il y aurait une strat + une mousse étanche qui protégeraient l'acier. A moins qu'une soudure finisse par lâcher, comment pourrait-il y avoir une infiltration, et donc pourquoi l'intérieur rouillerait-il, même après 30ans ? Quel serait alors l'intérêt de pouvoir aller vérifier ? (possibilité déjà réduite à presque rien derrière des vaigrages)
Est-ce que ce traitement pourrait garantir définitivement l'absence d'entretien sur la face interne de la coque ?
(sur la face externe, non, mais cette maintenance et reste simple à faire)
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Merci pour tous vos avis ! :)
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(je ne l'ai pas précisé, mais le pont, lequel rouille admirablement, ne serait pas en acier)

21 mai 2015
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Comme ça de prime abord ce qui va faire que ça va rouiller/corroder à l'intérieur? ben les soudures.
en fait il faudrait avant de mettre de la mousse, sabler parfaitement et peindre intégralement.
En sachant que:
-la moindre soudure qui a fait une inclusion toute petite d'une merde quelconque va pourrir doucement mais sûrement de l'intérieur: donc il faut un vrai soudeur, très consciencieux...
- sabler parfaitement les recoins de TOUTES les soudures (varangues, lisses...Etc) demande une minutie que je crois que seul un particulier sans emploi et passionné à le temps et l'envie de faire...
-Qu'il faudrait peindre presque dans l'heure ou garder la coque dans une atmosphère à hygrométrie incroyablement basse le temps de peindre...

en plus comme dit auparavant la mousse adore l'eau: donc si l'hygrométrie est moyenne au moment de fermer par la strat elle aura peut-être pris un peu d'eau par condensation contre la coque le temps de tout mousser..etc. ce qui fait qu'il sera impossible de ne pas enfermer de l'humidité dans la mousse contre la coque. bien sur on ne verra rien pendant très longtemps, et donc ça doit peut-être tenir le temps de la durée de vie actuelle d'un bateau après tout?

par contre avec de l'alu c'est peut-être plus envisageable: au lieu de sabler un bon bain d'acide passera partout pour nettoyer les soudures et les éventuels résidus et surtout la surface se protégera d'elle-même sans peinture une fois rincée et sèche. Après il faut voir combien de temps avant apparition d'une attaque quelconque; si ça se trouve ce sera très long et le tour est joué!

Mais il est certain que la moindre réparation va être d'une pénibilité totale par contre!

Bon... qui dessine et qui soude? :heu: :scie:

22 mai 2015
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Concernant l'humidité dans l'atmosphère puis dans la mousse :
si l'on peut supposer pouvoir contrôler l'humidité dans l'atmosphère interne à cette étape, à vrai dire, c'est l'inverse, la pose de la mousse requiert de l'humidité et assèche au cours du processus. Par ailleurs, une fois présente, elle adhère à la paroi, et devient elle-même une barrière. (si c'est de la mousse à cellule fermée, elle n'absorbe pas l'humidité)
.
Mais il y a une deuxième contrainte : l'humidité seule ne suffit pas (et je ne suis pas spécialiste, mais elle n'est peut-être même pas nécessaire), il faut surtout de l'oxigene pour que cela rouille. Hors, si la mousse occupe tout l'espace, la mousse étant elle-même hermétique, dans une enveloppe hermétique, il n'y devrait pas y avoir d'apport d'oxygène permettant de rouiller de l'intérieur.
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Donc toute forme de corrosion ne pourrait provenir que de l’extérieur, là où c'est facile à protéger.
(mais j'ai bien noté que les soudures étaient des points de vulnérabilité)

21 mai 2015
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dans l'absolu, le principe de panneaux préfabriqués et protégés n'est pas irréalisable (ce n'est que mon avis)...mais je partirai plus sur une structure 'nid d'abeilles" qui présente une meilleur résistance qu'un sandwich moussé et en intégrant tous les renforts nécessaires (reprises de cadènes, support moteur, cloisons et pied de mat, passage des gaines etc) , en jouant sur les épaisseurs de métal avec des bords de panneaux plus épais (on sait le faire en extrudé ou matricé) avec assemblage par collage ou rivetage...
l'aéronautique utilise de plus en plus de collage et les contraintes ne sont pas négligeables....
le frein c'est le rapport investissement/quantité produites....et la réparation éventuelle (changer un panneau) ?
l'industrie aéronautique ou automobile tablent sur des milliers ou millions de produits, l'industrie nautique est restée artisanale, au vu des quantités produites par modèles...

22 mai 2015
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Bon, finalement, je ne suis pas si original que cela, et je ne pensais pas que Caroff avait écrit quelque chose de si précis à ce sujet :
www.caroff-duflos-architecture-naval.com[...]ion.pdf

from www.caroff-duflos-architecture-naval.com[...]/

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