Coup de pouce rénovation voilier.

[JJ68 (fra)]

Bonjour à tous et à toutes,
J'espère que vous allez tous très bien.
Bon étant actuellement étudiant en DUT SGM j'ai un projet tutoré à réaliser qui la rénovation/ optimisation d'un voilier radiocommandé.
(Qui bien entendu est en composite) Et que nous devons présenter chaque année à un défi réunissant tous les départements SGM de france. Bon cela va faire presque 10 ans que le navire n'a subit aucune amélioration, donc je vous laisse deviner la racler que nous avons subit au dernier défis.
Et c'est pour ca que j'ai décidé de me bouger pour pouvoir retourner au défi la tête haute avec un bateau plus que convenable. Mais bon habitant en alsace la fabrication de navire c'est pas vraiment notre domaine. La bretzel d'accord mais un navire....
Donc pour pouvoir réussir ce défi je me suis posé plusieurs questions dont je n'ai pas encore la réponse. Donc si vous pouvez avoir un indice pour moi je suis preneur. Il y a une question ou je suis sur que Manu pourra répondre

Comment connaître le nombre de couche exacte pour la stratification de la coque? Dois je en mettre 2, 5, 25? Y a t-il une formule pour le calculer?
Les efforts sur un mât sont-ils homogènes?
Comment savoir si je dois mettre des barres de fléches sur le mât ou non?
Comment puis je faire pour déterminer les contraintes qui s'excerce sur les différentes parties du navire (coque, mât, voile etc....)
Quels relation existe-t-il entre la voile et la quille?

Merci d'avance à tous ceux qui prendront le temps de me répondre et m'aideront même juste pour une question. Si je réussi cela sera grâce à vous

Cordialement JJ

[mathieu]

sur le net tu dois pouvoir trouver un forum sur le modélisme

tes profs ont surement des contacts avec des fabricants de voilier / mats et eux ils devraient pouvoir t'aider

[egareg]

Salut,

Il faut nous en dire plus...
Taille du bateau, taille du mât, poids total estimé, surface de voile... Donne-nous au moins quelques éléments.

Comment connaître le nombre de couche exacte pour la stratification de la coque? Dois je en mettre 2, 5, 25? Y a t-il une formule pour le calculer?

Cela va dépendre de ton tissu (grammage), mais également de la taille et du poids envisagé : plus ton bateau sera grand, plus il faudra rigidifier la coque (renforts, couches de tissus supplémentaires...).

Les efforts sur un mât sont-ils homogènes?
Comment savoir si je dois mettre des barres de fléches sur le mât ou non?

Si on avait la réponse, les mâts arrêteraient de casser en régate sur les 'vrais' bateaux !
Les efforts ne sont évidemment pas homogènes : flexion, torsion, compression. Ils sont amplifiés par la force du vent, le réglage des voiles et la mer (clapot cassant, longue houle).
Pour les barres de flèches, c'est plus simple : cela dépend de la largeur de ta coque.
Personnellement, sur mes trimarans modèles réduits, je ne mets pas de barre de flèche. Sur un monocoque, c'est quasiment obligatoire (un tout petit peu moins large que la coque).

Comment puis je faire pour déterminer les contraintes qui s'excerce sur les différentes parties du navire (coque, mât, voile etc....)

T'inscrire à Centrale Nantes, école d'ingénieurs avec une belle spécialité en mécanique des fluides et architecture navale ; faire un cursus d'architecte avec spécialisation en architecture navale (quelques écoles prestigieuses en Angleterre)...
Te procurer les bouquins de Pierre GUTELLE, Manfred CURRY...
Plus prosaïquement, il faut considérer chaque fluide séparément : air et eau. Si tu t'occupes de l'eau, tu négliges le gréement et tu te concentres sur la coque et les appendices (quille, dérive, safran).
Si tu t'occupes de l'air (vent), tu te concentres sur les voiles et le mât.

Quels relation existe-t-il entre la voile et la quille?

Ce sont tous les deux des plans porteurs dans un fluide en mouvement (pour schématiser) ; ils se comportent donc comme une aile d'avion avec les principes de mécanique des fluides qui en découlent.
L'interaction des deux est plus particulière à traiter.
Il faut regarder dans plusieurs dimensions : poids du lest en bout de quille pour contrebalancer l'action du vent dans les voiles (gîte / contre-gîte). Pour cela, le plus simple est de faire des tests dans une baignoire / piscine : ton bateau sans voile doit se redresser facilement quand tu le mets à 90°. Ensuite, tu ajustes en fonction du vent : petit temps = petit lest (ou grande voile) ; gros temps = gros lest (ou petite voile).
Il faut ensuite déterminer l'équilibre sous voile : il faut que le centre anti-dérive (barycentre de la quille + safran) soit positionné à la verticale du centre de poussée vélique (barycentre des voiles).
Pour un modèle réduit, on fait généralement en sorte que le bateau soit un peu ardent (remonte au vent naturellement) : le centre anti-dérive doit donc être légèrement devant le centre de voilure.

[CoCaNe]

Impressionné de voir a quel point je suis ignorant...

Bon je suis dans le bâtiment en second œuvre la je peux être utile (je me remonte le moral comme je peux)

En tous cas chapeau l'artiste pour toutes ces connaissances egareg !

[egareg]

J'en ai fait navigué des modèles réduits (sans radio-commande) dans la grenouillère de la plage de Bon Secours !
A force de faire des essais et des modifications (réfléchies et aboutissements de longues réflexions philosophiques sur l'optimisation d'un voilier), on arrive à des résultats plutôt concluants.

C'est un peu ça la base : des essais, des observations pour repérer les défauts, analyser la cause, corriger, valider les modifications et passer au défaut suivant.
Bienvenue dans le monde de l'expérimentation et de l'ingénierie !

[JJ68 (fra)]

Merci beaucoup egareg. Pour toute les données concernant le voilier je les posterais plus tard. Il faut que je le renote. Vu que je suis en post j'ai des horaires qui m'incite énormément à dormir donc je ne surfe pas sur internet. Mais merci beaucoup pour les info, tous les compléments arriveront le plus vite.

[MANU / EDEN Skimboards]

Je n'ai pas grande expérience dans le domaine, mais je pense toutefois que l'énorme différence entre les calculs de RDM pour un vrai truc (voilier, voiture, avion etc...) et son modèle réduit c'est que les contraintes principales à prendre en compte ne sont tout simplement pas les mêmes

En effet, si on faisait un modèle réduit avec les mêmes matériaux à l'échelle il se briserait comme une coquille d'oeuf rien qu'en le prenant dans les mains. Imaginez-vous suspendre un vrai bateau par le haut du mat ? Bien sûr que non, les haubans et la mat lâcheraient avant de soulever la coque. Si les échelles de RDM étaient respectées ça devrait être la même chose sur un modèle réduit, or ce n'est pas le cas, heureusement.

A mon avis, ce ne sont JAMAIS des contraintes de fonctionnement qui déterminent le dimensionnement des matériaux d'un modèle réduit, mais toujours des contraintes de "manipulations", et aussi de "crash résistance" bien sûr.
Une vraie voiture de rally qui fait 5 tonneaux ne repart pas en course comme si de rien n'était. Une mini voiture radiocommandée qui doit être réparée dès qu'elle fait les mêmes 5 tonneaux (à son échelle....) on la rapporte au magasin et on engueule le vendeur !

Donc il faut dimensionner en se disant "est-ce que je pourrai le prendre dans les mains sans tout péter" et "est-ce que ça pourra taper dans la margelle du bassin à pleine vitesse sans que le beaupré casse".

En revanche, en ce qui concerne "l'architecture navale" pour les performances, les fondamentaux dont parle (très bien) Egareg s'appliquent effectivement. Mais d'une façon moins pointue qu'en vraie grandeur, heureusement.

Le problème de l'échelle est fondamental en RDM. Un truc qui passe à l'aise en 3m de long, tu le fais à l'échelle en 9m et ça s'effondre comme une merde.
Tu fais un pont de 3m de portée pour faire passer une bagnole avec 2 poutres en bois de section 300x200mm et basta. Mais pour le viaduc de Millau ça ne PEUT pas marcher, même avec des poutres de section 30x20mètres si ça existait ! Il faut faire "de la dentelle", sinon ça s'effondre sous son propre poids car le poids croit à la puissance 3 de la dimension => si une poutre à une masse de 1kg pour une longueur de 1m, si tu la mets à l’échelle 2 (tu multiplies ses 3 dimensions Lg/larg/epaiss chacune par 2) elle aura une masse de 2 puissance 3 x 1Kg= 8Kg !

La RDM d'un modèle réduit ne PEUT pas copier exactement ce qui se fait à vraie grandeur, c'est un non sens.

[Dam]

C'est un peu ça la base : des essais, des observations pour repérer les défauts, analyser la cause, corriger, valider les modifications et passer au défaut suivant.
Bienvenue dans le monde de l'expérimentation et de l'ingénierie !

Avant de lire les 4 derniers mots je me disais que c'était trop louche pour ne pas venir d'un ingé ou scientifique, ou au moins quelqu'un qui en a l'âme Ingénieur?

[egareg]

Le problème de l'échelle est fondamental en RDM. Un truc qui passe à l'aise en 3m de long, tu le fais à l'échelle en 9m et ça s'effondre comme une merde.
Tu fais un pont de 3m de portée pour faire passer une bagnole avec 2 poutres en bois de section 300x200mm et basta. Mais pour le viaduc de Millau ça ne PEUT pas marcher, même avec des poutres de section 30x20mètres si ça existait ! Il faut faire "de la dentelle", sinon ça s'effondre sous son propre poids car le poids croit à la puissance 3 de la dimension => si une poutre à une masse de 1kg pour une longueur de 1m, si tu la mets à l’échelle 2 (tu multiplies ses 3 dimensions Lg/larg/epaiss chacune par 2) elle aura une masse de 2 puissance 3 x 1Kg= 8Kg !

La RDM d'un modèle réduit ne PEUT pas copier exactement ce qui se fait à vraie grandeur, c'est un non sens.

+1 pour le problème d'échelle.
Il faut bien garder à l'esprit que si les longueurs changent, les surfaces changent au carré et les volumes au cube (donc masse également car masse = masse volumique du matériau x volume).

Le problème d'échelle se pose également par rapport aux contraintes à prendre en compte, comme l'a bien dit Manu.
Un bateau modèle réduit a vite fait de naviguer par force 8 ou 9, si on rapporte la vitesse du vent et la hauteur des vagues avec ses dimensions.
Combien de vrais bateaux naviguent avec toute leur toile par force 6 ou 7 ? Alors à 8 ou 9...
Plus le soucis de manipulation et stockage (vous les posez délicatement dans le coffre vos planches de skim ?).

Ingénieur?

Oui... mais pour les cartes bancaires et cartes à puces : rien à voir avec la mécanique des fluides, là c'est juste du plaisir et de la curiosité.

[JJ68 (fra)]

Bonjour à tous,
Je donne enfin les informations nécessaires ( du moins je vais essayer d'en donner le maximum)
La plupart viennent du réglement du défi. ( le lien http://chiroubles.u-bourgogne.fr/defi/?page_id=70 )
Concernant le poids du bateau il doit faire entre 15kg et 20 kg avec un tirant d'eau de 1000mm maximum.

La coque doit être de type monocoque, d’une longueur minimum de 2200mm et maximum de 2400mm. Ainsi qu'une largueur maximum de 800mm.

La grand-voile devra impérativement s’insérer dans le trapèze ci-dessous. Le nombre de lattes sera, au maximum, de 5. Le numéro de voile fera 150 mm au minimum et sera au 2/3 du bas de la voile.

Le foc devra impérativement s’insérer dans le triangle ci-dessus. Le nombre de lattes sera, au maximum, de 3. Les lattes ne doivent pas dépasser 20 mm de largeur.

On veut une hauteur de mât de 3m grand maximum.

Si vous voulez voir à quoi ressemble le "bateau" de mon IUT c'est la 3ème photo il est jaune à voile bleu http://chiroubles.u-bourgogne.fr/defi/? ... show=slide
Je tiens à préciser que les haubans génes le débattement de la voile parce qu'ils se trouvent à 60° par rapport au mât donc la voile à un débattement de 60° à 80° je dirais.
( PS : Toutes les tailles poids sont les maximums si nous pouvons réduire celle ci, nous serions bien content)
Merci pour tout.
JJ

[egareg]

OK. On voit un peu mieux les proportions.

C'est plutôt grand pour des modèles réduits.

La question est de rénover ou de refaire un autre bateau ?

Les idées principales :
- être au maximum de la jauge pour la longueur
- être au maximum de la jauge pour la largeur, mais avec des entrées d'eau fines (étrave) et de la largeur au-dessus de l'eau pour la stabilité (renseigne-toi sur les bouchains)
- être au maximum de la jauge pour les voiles
- être au MINIMUM de la jauge pour le poids (cela permet d'avoir un rapport de puissance favorable : surf. voile / poids et on peut rajouter du poids quand le vent force)

Vu la taille du mât, il te faut des barres de flèches si tu ne veux pas avoir un mât trop lourd. Pour qu'il soit tout de même bien tenu, tu peux le faire traverser le pont jusqu'à la quille et le fixer dessus.

Pour les voiles, regarde du côté des fleuristes : le plastique qu'ils utilisent pour les bouquets est assez rigide, mais craint les déchirures (qu'on stoppe facilement avec un peu de scotch).

Pour la quille, tu peux prévoir un système avec plusieurs tailles de quille (max longueur + max poids lest / max longueur + poids léger / moyenne longueur + poids max / moyenne longueur + poids léger / petite longueur + poids max... ). Il y a plein de combinaisons possibles et cela te permettra d'avoir des configurations plus efficaces en fonction du vent : plus le vent est faible, plus le bateau doit être léger ; plus la vitesse est faible, moins le plan anti-dérive (la quille) est efficace.

Si tu reconstruis un bateau entièrement, je te conseillerais de le faire autour d'une "boîte" en contre-plaqué qui prendrait le support de quille et le support de mât : c'est là qu'il y a le plus d'effort. Cela te permettra d'y fixer les haubans.
Le reste de la coque pourra donc être assez léger (pas besoin de mettre 15 couches de tissus).

[CoCaNe]

Intéressant comme topic en tous cas merci à vous

[MANU / EDEN Skimboards]

ça doit faire 30 ans que je n'ai plus fait de modélisme, donc mon avis est "théorique", cependant en tant que "utilisateur de matériaux composites" je pense qu'il est possible de faire plus "extrême" qu'une copie d'un vrai voilier.
Par exemple pour le mat: tout ce qui est gréement (haubans, barres de flèche etc...) font de la prise au vent + de la turbulence et ralentissent donc le bateau. Un mat "voile" épais et profilé, avec un noyau mousse comme une aile de planeur modèle réduit, permettrait de se passer entièrement de haubans et Cie, et avec un rendement bien meilleur.
Et pour la coque, pourquoi pas une construction genre "planche de surf/skim" avec un noyau mousse shapé, recouvert de 3 couches de tissus 6 onces (c'est + que sur un surf), avec des découpes internes pour l'équipement radio et tout le toutim. Bien sûr il faudra prévoir des inserts aux endroits stratégiques (surtout l'emplanture de mat, traversant, comme dit Egareg).

Pour la voile il existe surement des plastiques +performants, mais je ne suis pas au parfum (jeu de mot "fleuristes > "au parfum" Gag )

Le truc difficile sera la définition précise de la forme de la coque, et l'équilibrage "surface voile / surface mouillée". On peut s'inspirer d'un vrai voilier de course MAIS sans oublier qu'il n'y a PAS toutes les contraintes d'un vrai bateau, avec des GENS dedans, donc pas forcément de pont plat etc...

[CoCaNe]

le Poliane en voile... Je dis peut être une connerie mais dans le bâtiment on ne connait pas mieux pour protéger de manière efficace. Après son poids est peut être conséquent pour du modélisme

[egareg]

Les voiles ne doivent pas être rigides, donc exit l'idée de l'aile de planeur (pourtant ça doit fourmiller sur le net, avec les prochains bateaux de la Coupe de l'America).

L'idée de ne pas faire une simple copie d'un vrai bateau est très pertinente et sera surtout très intéressante à étudier et sûrement rentable.
L'étude devra mettre en relief les éléments obligatoires à conserver, mais également les éléments qui peuvent être supprimés. Cela donnera sûrement une silhouette non conformiste et votre équipe sera remarquée : elle aura fait preuve d'inventivité et d'ingéniosité sans se contenter de copier ce qui existe déjà.

On peut ainsi imaginer une coque en forme d'obus (ou de suppositoire) : la carène aura la même forme quelque soit la gîte.

Savez-vous sur quel type de plan d'eau vous allez régater (vagues ?) ? Quelle force de vent min ? quelle force de vent max ?

[JJ68 (fra)]

Bah le turc est là.
Je dois dans un premier temps rénover un "bateau" ( Qui est un vrai tank tellement qu'il a était mal concu)
Mais une fois que la rénovation sera terminé je dois ( dans le meilleur des cas) réussir à terminer un bateau ou pour le moment il n'y a que la coque de
faite. Celle-ci est très fine et très alongé.
J'essayerais de mettre des photos pour que vous puissiez voir à quoi ressemble le bateau à rénové et la coque.

Juste une petite question egareg : Peut tu me donner un synonyme du mot jauge afin que je sois sur que j'ai bien compris les phrases ( si ca te dérange pas ). Selon moi tu veux dire au maximum de la limite de taille, hauteur etc.... non?

Pas inintérressant l'idée de la boite

Je me demande si pour la réalisation du navire ( voir rénovation ) nous pouvons ne pas prendre en compte le profil du mât? Parce que les frottements de l'air sur celui ci influenceront peu la vitesse. Alors que les frottements de l'eau sur la quille, safran etc.... si non?

Merci de l'idée Manu mais je crois qu'elle a déjà était utilisée. A vérifier mais elle est sympa comme même

Oui, la plupart du temps la régate à lieu sur un plan d'eau calme donc soi lac soit fleuve/rivière.
Mais l'an prochain la régate devrait avoir lieu à mont de marsan ( Du moins dans les environs, je crois dans un port mais abrité) donc possibilité d'avoir des vagues.
Force de vent min : O km/h
Force de vent max : Je ne peux pas le dire. Peut-être 30 à 50 km/h

Une chose qui m'intérrese particulièrement c'est la démarche scientifique qui me permettra de démontrer lors de la soutenance de mon projet tutoré, pourquoi j'ai choisi cette option et pas une autre ( Par exemple pourquoi avoir mis des barres de flèches sur le mât ou pas du tout. Comment le démontrer?)

C'est pour cela que j'ai posé quelque question au début, mais je vais surement en reposter car vous me donner pas mal de piste pour mes recherches
( Car pour mes recherches sur les mâts j'ai trouvé 2 articles bien sympathique qui pourront mettre utile donc merci )

[MANU / EDEN Skimboards]

Le mat voile n'est pas destiné à remplacer la voile, je me suis peut-être trompé sur le nom. Il y a deux concepts de mat "spéciaux": le mat profilé rigide LARGE prolongé par une voile classique, et qui évite les turbulences créées par la discontinuité trop brusque entre une voile et un mat classique rond, d'où un bien meilleur rendement, ET qui permet d'avoir un mat beaucoup plus rigide sans être plus lourd (principe de la structure creuse large), donc sans haubans. Il fait au pif 1/10° de la largeur de la voile, maxi, donc pas besoin de le prévoir déformable, seulement profilé symétriquement. voir ici: http://ceylou.com/spip.php?article414
Ensuite il y a la voile-aile intégrale, qui est déformable par système de biellettes, d'où un profil contrôlé au mm et un rendement canon, et qui n'a pas besoin de "mat". Mais ça c'est coton à faire. Et tu peux aussi avoir les "mats turbines" qui actionnent une hélice (rendement ???).

Tout ce qui dépasse du pont (haubans, barres de flèche, écoute, drisses, bastingage et treuils etc...) crée une prise au vent "incontrôlée" donc à 95% nocive (il n'y a que vent arrière que ça ne gêne pas), pas besoin d'avoir fait math sup pour le démontrer et encore plus les trucs près de la voile (barre de flèche, drisses...) qui interfèrent directement avec l'écoulement sur la voile. C'est pour ça que les drisses passent à l'INTERIEUR du mat, comme les cables de vélo de compète.
A l'échelle d'une maquette, pour avoir une barre df pas trop perturbante il faudrait la faire avec une aiguille (échelle réelle correspondante), et des haubans en fil de pêche extra fins

[egareg]

La jauge, c'est le règlement qui indique comment doit être le bateau.

Quand je dis "au max de la jauge", cela veut bien dire "au maximum autorisé par le règlement".

Une idée pour les drisses et mât, qui est très facilement utilisable en modèle réduit : ne pas utiliser de drisse !
En effet, tu prévois juste une fixation en tête de mât pour les voiles et une fixation (réglable) en bas. Cela t'évite d'avoir à passer des bouts de ficelle partout (à l'intérieur du mât).
Du coup, tu peux également partir sur une voile avec un ourlet dans lequel tu glisses ton mât : tu obtiens ainsi (suivant la largeur de l'ourlet) un profil proche du mât-aile et tu te rapproches de ce qu'indique Manu pour limiter les turbulences dues au profil rond du mât.

Pour les mât-ailes ou profilés, consulte le bouquin de Manfred CURRY sur L'Aérodynamique de la voile : bien que rédigé en 1925, ce bouquin reste une référence absolue. Il est très facile d'approche et bien illustré (photos et dessins).

[sak]

Bonjour,
je suis tombé par hasard sur votre forum en recherchant des infos sur le réglage d'un mât aile.

Je n'ai pas de bateau RC mais je m'intéresse de très prêt au sujet et par ailleurs je suis propriétaire d'un petit voilier (7.70m), je connais donc le sujet et me permet d'apporte ma pierre à l'édifice :
- Les barres de flèches sont nullement indispensable, que se soit sur un "vrai" bateau (mât aile par exemple) ou sur un bateau RC. Pour cela je te conseille d'écumer les sites/forums de bateau RC. Tu te rendras compte que dans l'ensemble ils n'ont pas de barre de flèche, y compris les modèle dépassant 1m.
- Concernant les conditions de vent, la plupart des bateaux se couchent au délà de 2/3 beaufort, soit moins de 20km/h de vent
- Sur une flotte homogène , ce qui sera le cas puisque vous devez entrer dans une jauge, je pense que la différence se fera principalement sur le pilotage. A ta place, je m'arrangerai pour finir le bateau le plus vite possible et commencer à naviguer avec au plus tôt, diriger un bateau avec "seulement" deux servos (un pour le gouvernail et un pour les voiles) n'est pas évident...
Bon courage !