Dans le cadre de notre projet de fin d’études en Licence Professionnelle Plastique et Composite en contrat de professionnalisation, nous avons reçu le cahier des charges suivant : réaliser un proto de windsurf Light Wind avec le programme suivant :
– Rider 70kg
– Vent : 8 à 18 nœuds
– Surf Sailing
– Vagues toutes tailles
– Grande manœuvrabilité
Les solutions retenues :
– planche compact (moins de 2m30 * 0,60m, 90 Litres)
– Shape radical orienté surf : V très prononcé pour retendre le scoop dans l’axe (planche planante et très radicale en courbe), Carres acérées, Twin fins,
– Echantillonnage ultra light et utilisation de produit haut de gamme : Epoxy, Aramide, Carbone et Dyneema©
– Pain EPS ultra light + Sandwich PVC HD (Airex®) sur le pont et la carène
Si un tel projet vous intéresse, restez en ligne nous vous dévoilerons tous nos secrets de fabrication !
Les partenaires :
– IUT de saint brieuc (www.iutsb.univ-rennes1.fr)
– Rob’surfboard (www.robsurfboard.com) : Design et shape
– Nautix (www.nautix.fr) : Enduits et pads
– Swelladdiction (www.swelladdiction.com) : Ailerons
– U-ride (www.u-ride.net) : Communication
– Labbé Gruau (www.gruau.com) : Peinture
Les acteurs :
– Olivier Kerdoncuff, alias « Kerdonf à donf’ », 20 ans, Breton & windsurfer, Technicien supérieur Recherche et Développement Composite
– Morgan Barroux, alias « The MoX », 22 ans, Normand et kitesurfer, Technicien supérieur Calcul de structure Composite
Tutorial sur les composites pour les novices.
Pour que tout le monde puisse comprendre de quoi nous allons parler par la suite, voici une explication rapide sur les matériaux composites.
Matériau composite (définition Wikipédia): assemblage d’au moins deux matériaux non miscible (mais ayant une forte capacité d’adhésion). Le nouveau matériau ainsi constitué possède des propriétés que les éléments seuls ne possèdent pas.
Ce phénomène, qui permet d’améliorer la qualité de la matière face à une certaine utilisation (légèreté, rigidité à un effort, etc.), explique l’utilisation croissante des matériaux composites, dans différents secteurs industriels. Néanmoins, la description fine des composites reste complexe du point de vue mécanique.
Et maintenant plus en détail:
Les résines:
Voici les résines pouvant être utilisées lors de la mise en œuvre des composites :
– Résine polyester : La moins chère mais aussi la moins bonne au niveau résistance mécanique. Son adhérence n’est bonne que sur la fibre de verre.
– Résine vinylester : Un très bon rapport qualité prix ! pas beaucoup plus cher que la polyester mais bien meilleure au niveau mécanique.
– Résine époxy : les meilleures propriétés mécaniques –> très forte adhérence sur tous les types de fibres.
Les fibres:
Au niveau des fibres on trouve plusieurs types de verre :
– Le verre E (le plus courant)
– Le verre R (verre haute résistance) : il est dur à trouver
– et des variétés exotiques qui ne servent que pour des applications très précises.
Sinon il existe aussi deux types de carbone :
– le carbone HR : Haute Résistance (tenace)
– le carbone HM : Haut module (rigide)
le HM donne plus de raideur à la pièce mais attention cela peut rendre celle-ci très cassante si elle subit une déformation.
Il existe aussi l’Aramide (nom commercial : Kevlar (r) ). Cette fibre est utilisée pour plusieures de ses propriétés : la résistance à l’abrasion, son indéchirabilité et son effet absorbant pour les vibrations.
Le PBO (utilisé pour les haubans de bateau de course)
Le Dyneema(r) qui à le meilleur rapport résistance/poids… (c’est pas donné même si c’est moins cher que le carbone… mais ce n’est pas facile à mettre en œuvre non plus… (on en reparlera dans la suite de nos aventures)
Il existe une multitude d’autres fibres dont certaines naturelles comme le chanvre, le lin, l’ortie…
Attention!!
La chose la plus importante à penser quand on veut faire ou réparer une pièce c’est que le composite aura les propriétés de son composant le plus faible : du carbone aramide avec de la résine polyester ne sera donc pas beaucoup plus tenace ou plus rigide que du verre polyester… « Il n’y a pas de mauvais matériaux, il n’y a que de mauvaises utilisations »
Conclusion :
La chose importante à retenir est que le composite est intéressant pour ses indices de performance:
raideur/poids et ténacité/poids, d’où son application de plus en plus répandue dans les domaines tels que l’automobile, l’aéronautique…
On pourrait encore passer des journées entières à parler des composites (normal pour des passionnés…), donc pour ceux que ça intéresse voici un .pdf à télécharger qui explique très simplement mais de manière approfondie les matériaux composites!
(N’hésitez pas à utiliser la fonction commentaire ou le forum u-ride si vous avez des questions!)
Le shape
Acteur: Robin Goffinet
-shaper professionel (en collaboration avec des grandes marques du windsurf)
-surfeur et windsurfeur talentueux
-diplômé de la Licence Pro plastiques et composites de Saint Brieuc
-basé à Audierne, Finistère
Après consultation du cahier des charges et entretien détaillé avec le client, Robin nous à créé le shape suivant:
longueur : 2270 mm
largeur : 600 mm
volume : 90 litres
Tout cela avec un concave très marqué (6mm).
Échantillonnage:
-pain de mousse EPS de 16kg/m3
-sergé 86g/m² de fibre de verre, sur toute la surface de la carène
-unidirectionnel 190g/m² de carbone, en renfort central pour rigidifier la structure
-mousse PVC haute densité (100kg/m3) de 5mm sur toute la carène
Voici l’évolution du shape par étapes.
La découpe des grandes lignes au fil chaud :
La stratification puis collage (sous vide) des renforts de carbone, du nominal de verre et du PVC haute densité (en rose):
Le shape final :
La suite au prochain épisode!
