Sail design
 
Les fibres

Pour la presque totalité des voiles, les fibres sont les éléments qui donnent la résistance mécanique. Il existe effectivement quelques exceptions qui équipent les unités légères telles que les planches à voile ou les Moths et sont produites uniquement avec du monofilm mylar (beuhaaa, c’est du plastoc!). Mais laissons cela de côté afin de se pencher sur  «les voiles d’adultes». Je vais essayer de vous relater ce que je sais sur ce sujet, tout en précisant que j’étais un vrai cancre le jour ou le mot chimie a été écrit sur le tableau de ma salle de classe. C’est donc avec plaisir que je recevrais les mises à jours que certains cerveaux souhaiteraient me faire parvenir.


La fibre utilisée doit être choisie selon le programme de navigation désiré, ces caractéristiques étant directement liées à la performance, le coup et la durée de vie de votre voile. Elle peut être sous forme de fils plus ou moins épais ou éclatés en filaments ce qui semble devenir le futur de la voilerie de compétition. Les fabricants de tissus ou de membranes ne manquent pas d’imagination, mais tout le monde part de la simple bobine fournie par les industriels. Voici un petit inventaire des différentes «ficelles» contenues dans vos voiles:


Le nylon ou plus exactement appelé polypropylène est presque exclusivement utilisé pour les voiles de portant. Sa souplesse ne permettant pas vraiment de faire une structure suffisamment raide pour remonter au vent. Mais les spinnakers ou asymétriques ayant besoin d’une certaine souplesse pour ne pas être trop exigeant aux réglages, sa légèreté convient parfaitement à ce style de voile. Il est utilisé en minuscule tissage enduit par de la colle qui lui donne sa tenue et son imperméabilisation.


Le polyester ou Polyéthylène terephtalate (encore un nom trouvé par un chimiste qui avait abusé de certains mélanges) est la fibre la plus utilisée depuis la fin du coton. Cette fibre est celle qui a le meilleur rapport mécanique/prix/vieillissement. Elle est pour commencer utilisée pour constituer le célèbre Dacron ou son nouveau concurrent le Fibercon. Ces tissus sont proposés  aux croisiéristes ou sur des monotypes de régate et sont comme pour le nylon, un tissage enduit de colle. Il existe une petite quantité de cette matière en tissus à spi selon le même principe que pour le nylon. Mais comme il est plus raide donc très instable, il est peu souvent utilisé et incertain en approvisionnement. Cependant, ce tissu extrêmement léger et relativement stable peut faire d’excellents codes 0 ou asymétriques de reaching.

Le polyester est également beaucoup utilisé en laminés panneaux ou en membranes. Le mélange laminé polyester avec taffeta (petit tissage léger en poly) fait d’excellentes voiles de croisière à partir des moyennes unités.


Le pentex ou Polyéthylène naphtalate est un polyester amélioré. Il possède les mêmes avantages que le polyester avec un allongement mécanique environ deux fois moindre. Cependant, son prix est plus élevé. Il est presque exclusivement utilisé en régate sur des petites unités. Il est surtout produit en laminé mais sert également en tissé dans certaines monotypies interdisant les laminés.


Les aramides sont un dérivé de polyamide. Je parle au pluriel car se sont des fibres qui ont bénéficié de plus de concurrence et il en existe donc plusieurs réunies dans la même famille. La plus connue est sans conteste le kevlar qui a été la 1ère «marque» longuement utilisée sur les bateaux de régate. De nos jours on entend beaucoup parler du black Technora qui subit un bel effet de mode de par sa couleur noire. Mais il existe également le Technora non black (et oui! il est jaune) ou le Twaron. Dans chacune de ces marques, on peut trouver différents modules ce qui peut faire évoluer le fameux trio mécanique/prix/vieillissement. Ces fibres ont une excellente résistance mécanique ce qui les rend performantes pour la régate. Par contre, elles ne supportent pas les UV ainsi que les plis. Leur vieillissement fait donc le désarroi des portes-monnaie et le bonheur des maîtres voiliers.

Sa mise en oeuvre dans le nautisme vélique est presque exclusivement en laminés à panneaux ou en membranes. Il existe quelques tissés aramides qui servent à faire des renforts anti-abrasion. Le kevlar  tissé est utilisé pour les gilets pare-balles, ce qui n’est heureusement pas très utile sur un voilier.


Le carbone est la fibre la plus performante actuellement pour la régate. Sa résistance mécanique est supérieure aux aramides sans avoir les mêmes inconvénients aux UV. Son prix n’est pas beaucoup plus élevé mais sa mise en oeuvre est plus délicate, ce qui se répercute sur le cout final de la voile. Il est connu pour être fragile au pliage, mais ce n’est pas vraiment un défaut de la fibre mais plutôt de son application. Dans la grande majorité des membranes, il est enduit de colle afin de faciliter sa lamination. Sans cette colle, le carbone est extrêmement difficile à mettre en place et à tendre et un carbone non tendu ou mal placé est moins efficace qu’une aramide. La contre-partie est que la colle durcit la fibre et la rend cassante. Il n’y a que très peu de membranes constituées à 100% de carbone. Par sécurité, de l’aramide ou du spectra (Dyneema) vient mixer la structure (hybride) pour prendre le relais lorsque le carbone casse. Il existe néanmoins des membranes dont la lamination ne comprend pas de colle utilisant des structures 100% carbone et qui ne cassent pas. Malheureusement, elles nécessitent plus d’épaisseur de film ce qui amène d’autres inconvénients.

Il existe très peu de tissus à panneaux de ce style car une membrane en aramide est plus intéressante qu’un panneau en carbone, tout en étant moins cher.

Le carbone est bien-entendu utilisé pour les régatiers de moyennes unités et pour les croisiéristes des grosses unités, mais avec de solides taffetas en protection.


Le Spectra ou Dyneema selon sa provenance a comme nom chimique Polyéthylène (sans autre prolongation intoxiquée ou intoxicante). Cette fibre est sans conteste la plus surprenante de toutes. Si fibre était un nom masculin, on pourrait imaginer que le polyéthylène est le féminin tellement elle a les qualités de ces défauts...ou inversement selon l’état d’esprit. Elle possède une incroyable résistance à la cassure (déchirure), mais a un peu plus d’allongement que les aramides. Elle est extrêmement légère et résiste merveilleusement bien aux UV. Finalement, son prix d’achat est très raisonnable, mais... car il faut bien un mais à un produit aussi fantastique, elle a la malheureuse mauvaise volonté de rétrécir lors des premières utilisations. De plus, elle est horriblement délicate à mettre en oeuvre, ce qui pose problèmes à beaucoup de fabricants et fait monter son prix de manière désespérante. Le Spectra a été largement sous-exploité ces dernières années en étant utilisé presque exclusivement en tissé pour de la croisière. Cependant, des filaments de Spectra constituaient le Cuben Fiber qui a équipé beaucoup de bateaux de régate. Pour la petite histoire, je me suis bien arraché les cheveux à la production de gennakers de D35. Entre le moment ou vous débitez les panneaux et celui ou vous avez fini de les assembler, une voile de  14m de base va rétrécir d’environ 30cm!! Et elle rétrécira encore d’une vingtaine de cm après une saison de navigation...et encore de 20 la suivante...et peut-être encore un peu la suivante. Quand on sait qu’un gennaker en aramide va rétrécir de 5cm la première saison et ne plus bouger après, ça laisse perplexe sur la précision des volumes. mais il s’agit d’histoire ancienne, le Cuben Fiber étant destiné presque exclusivement à faire des renforts depuis que la fabrique a été rachetée par un grand groupe.

Toujours est-il que le futur appartient peut-être à notre fibre capricieuse, les fabricants apprenant avec le temps à la dompter. On commence à la voir apparaître de plus en plus en hybride avec du carbone, le mélange faisant merveille. Raideur et durabilité.


Le PBO ou zylon de leur doux nom de Polybenzazole (hips!) a fait une entrée remarquée il y a quelques années. Cette fibre devait venir remplacer le carbone par son bon comportement, mais une fragilité excessive à la lumière aurait obligé les clients à conserver les voiles en chambre noire. La photo numérique mettant à mal ce genre d’endroits, l’aspect rationnel à primé sur la performance. Mais qui sait ce que le futur nous réserve?


Et finalement, le vectran dont je ne connais pas son vrai nom de famille vient terminer la liste de nos bouts de ficelles constituant les voiles. Cette fibre est un peu utilisée comme fibre de maintien. C’est à dire, qu’elle est surtout mise dans les biais ou en travers pour fixer les autres fibres structurelles dans les efforts parasites. Pour dire vrai, je ne sais pas vraiment pourquoi elle n’est pas plus utilisée dans les voiles alors qu’elle fait le bonheur des gréeurs. Je n’ai donc pas grand chose à vous raconter à son sujet.     


Comme vous pouvez le constater, il y a de quoi faire plaisir à tout le monde. Les membranes permettant de mettre les fibres désirées aux endroits désirés, les voiliers n’ont pas fini de se creuser les méninges. Mais n’est-ce pas une des clés qui fait la beauté de notre métier?


AG, le 7 mars 2012  

   

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