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Fabrication d'un mât en composite bambou/carbone (catboat)

Fabrication d'un mât en composite bambou/carbone (catboat)

Messagepar YvesP » 04 Jan 2013, 00:43

Bonjour,

Pour ceux/celles intéressés par la construction amateur de deux mâts (cat boat) en composite bambou /carbone

http://www.coeurdemarin.com/historique-de-construction-cm-25-incluant-macircts-bamboucarbone.html

La section de la construction des mâts débute à la page 141 .
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Re: Fabrication d'un mât en composite bambou/carbone

Messagepar Laurent » 05 Jan 2013, 21:51

Bonjour Yves,

particulièrement intéressantes ces photos de la construction d'un mât combinant lattes de bambou et tissus de carbone.
Pour une lecture plus aisée, je me suis permis de rassembler ci-dessous la plupart des photos montrant les étapes de la fabrication.

j'ai l'impression que le bambou en mâture, c'est plutôt nouveau, même si l'idée va certainement faire son chemin assez rapidement.
Pourrais tu nous dire quels sont les poids des deux mâts (avec leur longueur) histoire d'avoir une idée de ce que permet l'utilisation du bambou, matériau très attractif.


Laurent.





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Re: Fabrication d'un mât en composite bambou/carbone (catboa

Messagepar eric17 » 06 Fév 2013, 21:42

réponse de Yves Plante à une demande d'infos :

Il semble que nous ayons suivi la même logique. "alternative au carbone"!
C'était notre première motivation et malgré les "tests maison" sur de petites lattes de bambou, nous avons du nous rendre à l'évidence que les mâts étaient trop souples :-(
J'aimerais bien poursuivre les recherches en ce sens, car je pense encore que c'est réalisable (et souhaitable), mais la caisse de bord refuse... Bref, je me suis résigné à ajouter de la fibre de carbone. Le bambou étant unidirectionnel, nous avons ajouté deux plis de carbone unidirectionnel posé à 45 degré chacun, afin d'obtenir le croisement des trois directions. (donc 5 lbs de plus) :-(
Triste car les mâts étaient très léger (23 lbs pour 23pi, 6 po pour l'artimon) et très jolis.
Pour les données acquises lors des tests avec les petites lattes de bambou, vous pouvez communiquer avec Éric McNicholl, voici son site Web : http://veloxdesign.webs.com/info.htm


Caractéristiques des mats, d'après le site :
- l'épaisseur des lattes de bambou est de 6,5 mm avant ponçage,
- le grand mât de 10,98 m pèse 14,5 kg,
- l'artimon 6,86 m et 9,98 kg,
ceci avant strat, il me semble .. même si l'artimon a grandi de 17 cm depuis !
(avec leurs mesures en coudées égyptiennes, orteils et poils de nez, faut dire ...)

Je pense que du verre UD dans l'axe du mat permettrait de pas mal le raidir, avec une épaisseur de carbone (ou carbone/Kevlar), chaussette ou UD enroulé à 45°, pour empêcher toute fissure.
Avec aussi, comme je l'ai mis dans la page "présentation" (mauvais choix de rubrique, je le ferai plus, promis), une strat interne, et des cloisons pour empêcher toute ovalisation du profil, au moins pour des mats souples type Montaubin.

Bon, va falloir trouver du bambou, maintenant, et bien sec ....
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Re: Fabrication d'un mât en composite bambou/carbone (catboa

Messagepar Laurent » 07 Fév 2013, 10:56

Le poids des mâts:
s'il est tel que tu le précises ce serait déjà un bon résultat.

Le bambou : très difficile de dénicher un fournisseur français.
Je n'ai rien trouvé sur le net excepté un fabricant de plancher qui propose des lattes de bambou, section rectangulaire, bruts de sciage.
On pourrait augmenter la section des lattes de bambou au lieu d'ajouter des UD verre ou carbone, mais il faudrait alors trouver du bambou de type Bamwood (constitution de grosse section par collage sous pression), encore plus difficile à trouver. J'ai l'impression qu'il faudrait contacter des fabricants de mobilier-bambou et de les convaincre de nous fournir leur matière première.
je ne crois pas qu'il soit possible d'obtenir du bambou directement des pays gros producteur, sans en passer par des quantités bien au delà de ce dont nous avons besoin. J'espère me tromper.

La raideur :
elle peut aussi s'améliorer par augmentation de la section des mats.
Le bambou est à mon avis un choix judicieux si l'on arrive à se limiter à une strat extérieure de maintien.
S'il s'agit d'augmenter assez notoirement la partie stratification, autant finalement utiliser un bois plus léger de la catégorie des pins, par exemple.
Un ami s'est fabriqué un mât creux en sapin tout ce qu'il y a de plus basique, sans stratification. Certes c'est un mât haubané, mais ma foi le résultat est franchement intéressant pour un coût très attractif.


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Re: Fabrication d'un mât en composite bambou/carbone (catboa

Messagepar eric17 » 07 Fév 2013, 15:09

Si, je pense qu'il y a moyen d'acheter du bambou auprès de différentes plantations, pour un prix raisonnable (10-20€ /m en 100 mm, pour des longueurs de 2 à 5 m).

Pour l'importation, ça ne sera jamais possible avec des bambous entiers : comme c'est 90% d'air, ça prendrait trop de place, et couterait trop cher (un peu le même problème que pour les mousses). On importe en France (mais surtout en Allemagne, semble-t il) du bambou fendu, pour faire en particulier les planchers dont tu parles.
On trouve même maintenant du placage (chez Sicomin, par ex, pour les planches de surf) et des CP de bambou.

L'autre solution serait de le faire pousser soi même, ce qui est parfaitement réalisable si l'on a un sol bien drainé : ça pousse bien plus vite qu'un arbre, puisqu'en 5 ans on peut avoir des bambous géants (diam ~10 cm), mais après il faut compter un an de séchage.
S'rai trop vieux, moi ..... :(

Mais effectivement, si le bambou semble être une alternative à la fibre de carbone (avec un peu d'aide synthétique quand même) pour les mâts souples non haubanés type Montaubin (j'appelle ça des "cannes à pêche"), pour des "poteaux" rigides plus courts (mat pour une voile au tiers ou Paradox), je pense que le bois reste largement compétitif, avec un montage Birdsmouth, ou un assemblage plus simple comme le mat du Bigornick, et des bois du nord de densité très faible (0,4 pour le Spruce ou l'épicea, où toutes les épaisseurs sont possibles, contrairement au bambou).

Il reste du boulot pour arriver à marier idéalement bambou et fibres, avec ou sans cloisons intérieures..
mais bon, c'est une piste plus qu'intéressante !
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Re: Fabrication d'un mât en composite bambou/carbone (catboa

Messagepar Laurent » 07 Fév 2013, 22:35

"Si, je pense qu'il y a moyen d'acheter du bambou auprès de différentes plantations, pour un prix raisonnable"


Voilà une phrase qui sonne agréablement à mes oreilles mais mon esprit réclame quelques preuves !
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Re: Fabrication d'un mât en composite bambou/carbone (catboa

Messagepar eric17 » 08 Fév 2013, 07:55

On va voir si ton site apprécie les liens… (et si les liens fonctionnent, c’est rarement du 100%),
Google / ″vente tige bambou″, ou ″cannes bambou″:
http://www.bambougers.com/tiges-de-bambou.html
http://www.bamboudici.fr/
http://www.toutbambou.com/index.php?page=3
AEB France - Lixium http://forum.lixium.fr/l-odcfutur.htm (plusieurs adresses dans le forum)
http://www.casedesiles.com/Produit_intr ... decoratifs
http://www.bambouland.fr/shop/catalog/
http://www.bobamboo.fr/tiges-cannes-bambou-12/
http://www.globstor.com/matieres-naturelles/bambou.html
Pas le temps de chercher davantage ce matin, il y en a d’autres. Je n’ai pas trouvé si Anduze ou Prafrance vendaient uniquement des plants, ou aussi des tiges sèches.
Mais ce que je disais (= lu quelque part et répété bêtement) sur l’import semble faux, tant mieux !
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Re: Fabrication d'un mât en composite bambou/carbone (catboa

Messagepar Laurent » 08 Fév 2013, 10:21

Bravo !

Cependant, entre la tige de bambou qu'on vend pour de la déco et la latte prête à être utilisée pour une confection de mâts, il y a un traitement, un usinage dont je ne suis pas du tout certain qu'il soit évident d'y arriver sans un outillage spécifique tel qu'on peut le voir dans le topic sur le bambou http://www.voiles-alternatives.com/viewtopic.php?f=20&t=239.
En gros est-ce qu'une dégauchisseuse/raboteuse suffit ?
Voilà un questionnement qui mériterait d'être étayé par une vraie expérience.
Je serais curieux de savoir ce qu'il en a été sur ce point pour Yves et ses deux mâts.


L'aparté sur les liens :
il n'y a guère de raisons pour que cela ne fonctionne pas, à partir du moment où l'adresse a été correctement copiée et s'avère toujours valide !
(je ne connais qu'une exception  : wikipédia qui utilise assez souvent des majuscules pour certaines de ses adresses, ce qui les rends impraticable en URL de citation.)
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Re: Fabrication d'un mât en composite bambou/carbone (catboa

Messagepar eric17 » 08 Fév 2013, 12:24

Les gros bambous, surtout en grandes longueurs, sont vendus pour la construction, en particulier comme pilotis, ou mâts pour des chapiteaux.

Le problème principal doit être l'espèce, puisque toutes n'ont pas les même qualités mécaniques. Pour faire des supports de chapiteaux, j'espère qu'ils n'importent pas les plus nazes. Pour les bambous géants, la nature a du sélectionner les variétés les plus résistantes, non ? Mais les conditions de culture peuvent, comme pour les céréales, affaiblir les tiges ou les noeuds...
Pour le bambou usiné (parquets, placage & autres), il y a effectivement des traitements (bains fongicides et insecticides, étuvage et thermisation pour éliminer l'eau et les sucres solubles), qui n'ont pas forcément été réalisés sur les cannes entières, donc se renseigner avant.

Pour fendre ces perches, l'outil le plus efficace, d'après les gars du forum Pinoyboats, c'est une machette bien aiguisée ! Ou une "étoile" et un maillet, comme ont peut en voir sur plusieurs sites.
Pour passer les lattes à la toupie sur les 4 faces, comme ont fait les canadiens, d'abord il doit falloir faire attention à ses petits doigts, donc faire des guides bien adaptés (supports courbes et peignes), et ensuite savoir aiguiser les fraises : c'est plein de silice, ce truc, et ça use beaucoup les outils. Sinon, faire comme pour les cannes à pêche, avec de l'abrasif et des grattoirs.. et beaucoup de soin et de temps !

Pour les cannes à pêche, ils redressent les lattes à chaud, et ils décalent les noeuds lors de l'assemblage (il y a un très bon site là dessus), et ils conseillent de coller à la résorcine plutôt qu'à l'epoxy, comme d'ailleurs plusieurs articles & guides pour la fabrication de mâts birdsmouth : je n'ai pas encore vu pourquoi, exactement. L'assemblage des lattes pour obtenir la bonne longueur se fait par scarfs, là aussi ça doit demander pas mal de temps, de précision, et si possible un outillage adapté (à priori, un guide pour ponceuse à bande devrait pouvoir marcher).

Ma science sur le sujet est toute neuve, mais il y a une doc hénorme sur le net.

Bref, tout ça fait pas mal de boulot : si vous avez un long couloir bien chauffé, ça peut être un boulot d'hiver !
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Re: Fabrication d'un mât en composite bambou/carbone (catboa

Messagepar Laurent » 08 Fév 2013, 12:40

C'est bien ce que je pensais.
il y a un long chemin entre le bambou brut de pomme et la latte utilisable.
A tel point qu'il vaudrait mieux s'échiner à trouver le fournisseur qui propose des produits déjà traités, soi par lui ou importés, mais réalisés avec des machines qui rendent la tache rapide.

* * * *

je serais curieux de savoir pourquoi l'époxy serait déconseillée en terme de collage.
J'ai beaucoup de mal à y croire.
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Re: Fabrication d'un mât en composite bambou/carbone (catboa

Messagepar eric17 » 08 Fév 2013, 13:12

pour l'epoxy, j'ai lu ça plusieurs fois sur des forums anglophones, avec des gars assez catégoriques sur le sujet, dans le genre "JAMAIS" avec points d'exclamation en plus..... Faut que je retrouve ces sources, j'avais lu ça un peu en diagonale (Duckworks, sans doute, mais aussi plusieurs autres).
Mais dans la page suivante, tu vois un type coller tout ça à l'epoxy :roll:
Tiens, je n'ai pas regardé avec quoi ils collent le bambou pour faire les planchers & autres...

On doit effectivement trouver des lattes toutes découpées (pour faire des canisses de luxe, par ex, me semble bien en avoir vu), mais il restera à faire tout l'usinage. Surtout que la partie à conserver absolument est l'extérieur des tiges, bien plus dense et solide que l'intérieur : ce n'est pas le cas des lattes rabotées utilisées pour faire les blocs d'où ils scient les parquets et autres.
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Re: Fabrication d'un mât en composite bambou/carbone (catboa

Messagepar eric17 » 08 Fév 2013, 13:40

trouvé : http://www.duckworksmagazine.com/06/how ... /index.htm
Birdsmouth, By Roy McBride - Cape Town, South Africa - ckdboats.com :
The glue is a special Phenolic Resin. NEVER GLUE UP MASTS WITH EPOXY!


cet article est cité un peu partout, avec beaucoup de doutes.
Pour Mickael Storer, l'epoxy permet de faire des joints un peu plus épais, donc tolère une certaine imprécision... ce qui pourrait bien être le cas, chez des constructeurs "non pro de l'ébénisterie fine" :?
Et d'après le forum http://www.boatdesign.net/forums/materi ... 843-2.html, dernier commentaire p2 de PAR :
les colles phénoliques seraient même déconseillées pour cet usage par les fournisseurs


donc chapitre clos : epoxy partoute !! :D
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Re: Fabrication d'un mât en composite bambou/carbone (catboa

Messagepar Laurent » 08 Fév 2013, 14:15

Si on commence à faire confiance à ce qui se dit sur les forums…

Certains points de vue relèvent parfois d'un genre d'intégrisme anti-produit moderne.
Ce qui est clair c'est qu'un film de colle [époxy/charge] trop épais, pour un usage où de la souplesse est requise, ce n'est pas l'idéal, car cela créé un point dur.

j'en entends parfois de belles.
Dy style "pas de résine époxy sur du polyester", conseil délivré récemment par le gérant d'un magasin d'accastillage.

Il n'y a aucune raison pour que l'époxy n'accroche pas sur un matériau poreux comme peut l'être la fibre du bambou.

Quand je vois le niveau de précisions de certains bricoleurs autour de moi, on peut dire que l'époxy est une colle qui a bien fait de passer grand-public ! C'est normal, on ne s'improvise pas spécialiste "queue d'aronde" du jour au lendemain.
La résorcine n'est pas une colle structurelle, le fim de collage doit donc être le plus fin possible, d'où des ajustagess précis et une pression de serrage importante.

A ce propos, la colle phénolique dite résorcine, coute beaucoup plus chère maintenant que la résine époxy.
Il n'y a donc plus aucune raison d'utiliser la résorcine si ce n'est l'envie d'utiliser un produit performant mais moins toxique à l'usage.
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Re: Fabrication d'un mât en composite bambou/carbone (catboa

Messagepar eric17 » 08 Fév 2013, 14:43

Mais le site Duckworks est un des plus sérieux qui soient, et Roy McBride est un pro reconnu : les informations méritaient attention. Pas de bol, tout le monde lui donne tort, en particulier des constructeurs amateurs mais expérimentés auxquels je fais confiance !
Donc ça, pour moi c'est classé !

Pour le mode d'assemblage, les canadiens semblent avoir fait des arrondis plutôt que des becs d'oiseau : je serais plutôt tenté par cette forme là, je ne vois pas trop l'avantage du birdsmouth, à part l'auto ajustement ... si les découpes sont parfaite, ce qui, d'après pas mal de photos, n'est pas gagné d'avance. Surtout dans les épaisseurs des lattes de bambou (~6mm pour les mats du CM25).

j'ai trouvé, en cherchant cette histoire de collage, 2 méthodes de calcul pour les mâts, je regarde ça ce soir (il y a un monstrueux pdf de Eric Sponberg, "DESIGN-ENGINEERING OF FS MASTS+ADDENDUM", ça risque de prendre du temps. En plus c'est encore en unités préhistoriques...).
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Re: Fabrication d'un mât en composite bambou/carbone (catboa

Messagepar Laurent » 08 Fév 2013, 14:55

Pour ce qui me concerne le bambou sera peut être utilisé pour la fabrication des nervures des deux futures ailes.
Ce serait dans des dimensions qui ne requièrent pas d'assemblages en longueur, sauf en épaisseur via lamellé-collè.

Ce que j'aimerais trouver, requête que tu as également formulée Eric, ce sont des infos très précises sur les caractéristiques mécaniques du bambou.
Avant de faire le choix.
Sinon, le spruce (en utilisant de la mature cassée et abandonnée par exemple) ferait l'affaire. C'est ce bois qu'utilisaient, entre autres, les fabricants d'avions.
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Re: Fabrication d'un mât en composite bambou/carbone (catboa

Messagepar eric17 » 08 Fév 2013, 15:01

pas seulement "du" bambou, mais "des différentes variétés" et les variations suivant les traitements ...
là ça se complique :(
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