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Premier aperçu de ces fameuses voiles grises que l'on voit déjà sur quelques TP 52, RC 44, sur notre J 109 Blur et sur le VO 70 Puma. C'est le nouveau 3Di de North Sails, qui est pour l'instant encore en phase de test c'est à dire uniquement proposé à des projets Grand Prix.
La commercialisation à grande échelle devrait intervenir prochainement. |
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North Sails m'a gentiment invité à visiter son usine de Minden dans le Nevada ou j'ai pu rencontrer les ingénieurs et l'équipe de production. Ci-dessous mon "petit rapport de visite" :
Vous souvenez-vous des voiles noires d'Alinghi en 2007 ? A l'époque ils n'avaient pas eu assez de temps pour les mettre au point pour la défense de l'America's Cup. L'idée des suisses était alors de faire des voiles performantes à partir de bandelettes de PBO.
Dans le même temps Cuben Fiber fabriquait des voiles selon un procédé similaire en utilisant du Dyneema mais avait des soucis avec le carbone.
En rachetant à la fois le centre de recherches auquel avait fait appel Alinghi et la société Cuben Fiber, North Sails a réuni leurs compétences qui permettent aujourd'hui de fabriquer des bandelettes en carbone, carbone / Dyneema et Aramid / Dyneema.
Ce sont elles qui sont le composant principal des voiles 3Di.
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Tout commence avec des fils de carbone, aramide et Dyneema.
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Les fils vont passer au travers d'une machine, le “Pregger”, qui sert à étaler les fibres. Ici des fils de Dyneema sont envoyés vers le Pregger.
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Tous les fils de carbone, aramide et Dyneema passent dans cette machine qui possède différents circuits adaptés à chaque type de fibres. Ici Josh Marhevka s'assure que toutes les fibres soient correctement adhésivées. C'est cette fine couche d'adhésif qui permet de disposer les fibres en bandelettes pour fabriquer la voile et qui facilite ensuite la consolidation de la voile sur le moule.
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Les fibres sont placées sur un papier protecteur, séchées, roulées puis coupées plus finement. Selon le mix de fibres souhaité, les bandelettes peuvent passer 2 ou 3 fois dans la machine.
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Vue d'ensemble du Pregger
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Holly Jensen effectue des contrôles de poids en permanence. Comme il y a de nombreuses épaisseurs de bandelettes, les tolérances sont très strictes afin de garantir un poids de voile minimum.
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Les robots déposent les bandelettes sur une surface plane selon la disposition prévue par le dessinateur ; ils coupent aussi les bandelettes et récupèrent le papier protecteur.
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Voici le tout nouveau robot qui a été mis en service lors de ma visite. Toute la chaîne de production est continuellement améliorée par les ingénieurs et développeurs qui travaillent sur place chez 3Di.
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Voici la tête d'une grand-voile de Swan 601. North a choisi de fabriquer les voiles 3Di en sections plates plutôt que de les laminer sur une surface volumique car cela est plus facile de les transporter sur le moule ensuite. De plus en terme d'efficacité il est préférable d'avoir plusieurs petits postes de travail qu'un seul de grande taille. Le logiciel qui définit la position des bandelettes est suffisamment performant pour que le regroupement et la connexion des différentes sections sur le moule se fasse sans souci.
De même les bandelettes collent assez pour ne pas bouger lors de manipulations mais restent quand même flexibles pour être mises en forme une fois sur le moule.
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Ici nous voyons très bien les différentes épaisseurs de bandelettes : une couche grise à l'extérieur, ensuite un ensemble de bandes orientées à l'intérieur puis de nouveau une couche extérieure. Il y une vingtaine de types de bandelettes en tout, et chacune d'entre elles a ses propres caractéristiques.
La voile ci-dessus ressemble beaucoup à celle que nous aurons sur notre bateau.
Couche grise extérieure: polyester non tissé + Dyneema collés avec un adhésif + produits anti-UV et colorant.
Bandelette noire et jaune : filaments de carbone et Dyneema collés avec un adhésif à un scrim Aramide en X + produits anti-UV.
Bandelette noire: filaments de carbone et Dyneema collés avec un adhésif + produits anti-UV.
Examinons les différents composants.
Le carbone est raide et résiste très bien à la tension et à la compression. Mais il est cassant et les fibres individuelles ne peuvent pas être pliées.
Les fibres aramides sont solides et résistent bien à la tension et à la compression. Moins cassantes que le carbone mais sensibles aux UV.
Les fibres Dyneema résistent bien à la tension, moins à la compression. Matériau durable et flexible.
La combinaison de ces fibres ouvre un large de champ de possibilités et l'on aboutit à des mélanges en général assez équilibrés soit 50/50 soit 70/30 avec du carbone / Dyneema ou de l'aramide / Dyneema ; tout cela étant régulièrement remis à plat en fonction des retours des clients.
Sur la photo ci-dessus vous voyez aussi que certaines bandelettes possèdent un scrim en aramide à -45/90/45°. Cela donne plus de stabilité structurelle aux bandelettes et permet de réduire leur nombre.
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En tout il y a une vingtaine de types de bandelettes qui sont positionnées et utilisées en différentes couches pour former une voile ; ci-dessous une vue de notre génois.
Vous l'avez compris 3Di est à même d'offrir une très large gamme de produits mais afin de faciliter la compréhension North Sails a divisé l'offre en 3 catégories :
3Di 870 Carbone/Dyneema, club racing
3Di 880 Carbone/Carbone, TP52 ou Melges 32, RC 44
3Di 670 Aramide/Dyneema, VOR or IMOCA qui ne peuvent pas utiliser de carbone (jauge pour les VOR, transmissions pour les IMOCA)
(6 = aramide, 7 = Dyneema , 8 = carbone)
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Les sections sont ensuite transportées sur les mêmes moules qui servent à fabriquer les voiles 3DL. Elles sont ensuite assemblées avec le même principe de superposition de bandelettes que lors de la fabrication des sections. Ici une voile en attente de consolidation sur le moule.
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La voile est ensuite mise sous vide et toutes les couches sont consolidées à chaud créant une structure quasiment isotrope (qui a les mêmes propriétés physiques dans toutes les directions).
Il y a une différence entre la lamination (collage de matériaux aux propriétés différentes comme pour le 3DL) et la consolidation (collage de matériaux aux propriétés similaires, cas du 3Di).
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Le programme ci-dessus est utilisé pour contrôler à la fois la structure et la diffusion de chaleur dans notre génois.
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Gabe Testa est l'un des développeurs qui travaille sur les programmes liés au 3Di. Voici une vue de notre génois.
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On voit très bien les différentes couches de bandelettes.
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La fabrication d'une voile selon le procédé 3Di présente de nombreux avantages. Les voiles sont plus raides, gardent mieux leur forme et sont stables dans toutes les directions. De plus les voiles sont hydrophobes.
Le produit est néanmoins encore dans une phase de mise au point et certains inconvénients sont apparus : une relative fragilité au ragage, certaines voiles n'ont pas tenu le coup... Mais tout cela devrait rentrer dans l'ordre avec le temps.
Les UV sont évidemment un gros problème pour les voiles en aramide car avec le 3Di les fibres sont directement exposées.
Ce problème est résolu par l'application d'une fine résine.
Le réglage d'une voile 3Di peut également d'avérer un peu différent il faut faire attention à ne pas surborder. Mais nous en saurons plus quand nous aurons nos nouvelles voiles !
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| Après la phase de consolidation sur le moule les voiles passent sur le plancher pour être terminées. Comme les goussets de lattes et les renforts sont déjà intégrés la finition est plus rapide. |
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Voici une voile 3Di de Puma terminée. Richard “Scoob” Kiff (T-shirt bleu) discute avec Jeff Neri. Scoob fait partie de l'équipe de Puma Ocean Racing et supervise la finition de leurs voiles. Il était également avec BMW/Oracle Racing pour la 33ème America's Cup
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