Types de tissus pour voiles de yacht

Types de tissus pour voiles de yacht

Depuis 100 ans, les gens utilisent efficacement des matériaux artificiels dans la fabrication de voiles. Ils sont plus durables, plus chers et pèsent beaucoup moins que leur ancêtre - une voile en matériau. Des marques renommées proposent des matières aux qualités variées. Considérons-les plus en détail.

Voile en tissu

Les fils du tissu de la voile se croisent selon un angle de 900. Le tissage est assez dense. De tels tissus tolèrent le stress sous forme d'étirement et se plient bien. La production moderne a remplacé le lin et les serviteurs par des fils artificiels, ce qui a conféré au matériau des qualités utiles supplémentaires. Par exemple…

Polyester

DuPont a inventé un tissu appelé Dacron®.

Ce matériau est aujourd'hui le plus utilisé pour la fabrication de voiles. Il a été inventé pendant la Seconde Guerre mondiale et a remplacé les tissus naturels de lin et de coton par lui. Le matériau est assez léger, résistant à l'usure, durable et peu coûteux. Bien que la marque "Dacron" soit actuellement assez chère, de nombreux plaisanciers achètent des marques de polyester moins connues et pas chères pour leurs yachts. Un matériau polyvalent utilisé pour de nombreux types de voiles de yacht de croisière. De plus, une armoire pour bateaux à moteur est cousue à partir de ce polyester.

Nylon

Un matériau plus léger que le dacron, mais tout aussi résistant. Le nylon est plus flexible, il absorbe donc facilement les surcharges causées par les bourrasques de vent. Ce matériau est largement utilisé dans la fabrication de spinnakers et de gennakers.

Ce matériau est très impressionnant, car il peut être peint de différentes couleurs, tandis que la coloration est très stable.

Le nylon a un inconvénient important - il est très sensible aux produits chimiques ménagers et aux préparations contenant du chlore. La moindre exposition à ces substances endommagera la voile. Et il sera impossible de restaurer le tissu.

En raison de ses propriétés, une voile en tissu moderne peut servir de 10 à 20 ans si elle est correctement et efficacement cousue. Il ne sera pas difficile de remodeler ou de réparer de telles voiles de vos propres mains. Malheureusement, au fil des ans, la voile perd sa forme d'origine, ce qui entraîne une diminution de l'efficacité. C'est un inconvénient important de telles voiles. La fatigue s'accumule dans les fibres en raison de la tension et de l'étirement variables du tissu (en particulier en raison des charges obliques tombant en diagonale sur les fibres entrelacées). De ce fait, le déplacement progressif du « ventre » (partie la plus profonde de la voile) vers l'arrière entraîne une consommation inefficace d'énergie éolienne, le bateau tangue et l'effort de traction diminue.

À l'heure actuelle, la technologie de production de voiles en polyester implique le traitement de tissus de différentes compositions, principalement différentes résines d'origine synthétique, découpées selon certaines technologies, combinant du polyester avec différents tissus composites. Malheureusement, cela n'empêche pas la voile de s'étirer, même si cela la ralentit. Les bateaux de course souffrent le plus de l'étirement de la voile, car la voile est soumise à des charges plus élevées. La combinaison de voiles sur les bateaux de course doit être changée plus souvent que sur les yachts de plaisance, ce qui rend inefficaces toutes les astuces pour maintenir la qualité des voiles. À cet égard, un nouveau type de voile a été inventé - une voile stratifiée.

Voile stratifiée

Ces voiles ont une structure composite. La couche intérieure du tissu est constituée de fibres élastiques, ce qui lui permet de résister à des charges fortes et longues, et la partie extérieure du tissu est souple et très résistante (stratifié), à partir de laquelle le corps et le profil de la voile sont cousus. Pour la protéger des rayons ultraviolets, des dommages mécaniques et de l'humidité, une couche de fibres élastiques est parfois appliquée sur une telle voile.

Cette caractéristique de la structure du tissu permet à la voile de ne pas perdre son efficacité sur de nombreuses années d'utilisation. Réduire les effets négatifs de l'exposition au vent, au soleil et à l'eau salée. Tant que la couche de stratifié reste intacte, les propriétés uniques de la voile restent intactes. De même, une voile stratifiée peut être comparée à un panneau de revêtement de sol stratifié.

Dans la fabrication d'une voile stratifiée, d'autres matériaux sont également utilisés en plus du polyester. De plus, les caractéristiques distinctives des matériaux, qui ont leurs avantages et leurs inconvénients, dépendent également de la base choisie.

Aramides (ou polyamides aromatiques)

Au début des années 1970, on a inventé des fibres synthétiques suffisamment résistantes pour s'étirer de 2,5 à 4 % avant de se rompre. Les aramides résistent aux températures élevées jusqu'à 4000, ainsi qu'aux effets chimiques de diverses substances, même les acides chlorhydrique et nitrique ne les concernent pas. Mais il y a un gros inconvénient - les aramides sont faibles avant l'exposition aux rayons ultraviolets. Une voile avec de telles fibres devient vite fragile. En voile, les aramides sont tordus en filaments et enduits de divers composés spéciaux.

Les tissus aramides les plus populaires actuellement sont:

Twaron® et Technora® – produits par Teijin (Japon).

Kevlar® – fabriqué par DuPont (USA).

Le poids des voiles fabriquées à partir de tels tissus est bien inférieur à celui des simples voiles en polyester. Ils s'usent moins et conservent leurs qualités utiles. Dans le même temps, les tissus sont sensibles aux plis et aux plis, et sont également sensibles aux effets néfastes de la lumière du soleil. La présence de ces facteurs négatifs entraînera la perte des propriétés des fibres du tissu et celui-ci s'effondrera.

Le prix du tissu, ainsi que l'endroit où il sera appliqué, dépend d'un certain nombre d'indicateurs (poids, étirement, élasticité). Par exemple, pour les yachts à grande vitesse, on utilise des tissus à élasticité initiale accrue tels que le Kevlar 49 et le Twaron 2200. Le tissu Technora est plus durable que le Kevlar, bien qu'il soit très similaire dans ses composants chimiques. Cependant, lorsqu'il est exposé aux rayons UV, cette propriété est toujours perdue. Une voile faite de ce tissu est recouverte d'un composé noir pour la protéger du soleil.

Ultra PE (ou polyéthylène à poids moléculaire ultra élevé)

Il a récemment commencé à être utilisé dans la plaisance, bien qu'il ait été développé au milieu des années 50 du siècle dernier. Une telle fibre est facilement résistante aux UV, à l'humidité et tolère également facilement les effets de la plupart des acides par rapport aux matériaux aramides, et est également plus légère. L'Ultra PE est 30 à 40 % plus résistant que les fibres d'aramide et le Kevlar et moins extensible. Ce tissu est principalement fourni par la société américaine Allied Signal et sa filiale Dyneema en Europe.

Les matériaux Spectra® / Dyneema® sont souvent utilisés avec d'autres fibres dans la même voile et ont des propriétés très similaires à celles du matériau précédent. Ultra PE est plus durable dans les plis et les plis que le Kevlar, n'a pas peur des rayons UV, mais moins résistant aux températures élevées, et aussi plus extensible. Par conséquent, ils ne conviennent pas aux bateaux de course.

PEN (ou polyéthylène naphtolate)

Amélioration du plastique conventionnel (PET). Le tissu fabriqué à partir de cette fibre est bien meilleur que le polyester traditionnel. C'est le plus solide et le plus extensible et aussi très résistant aux acides et aux produits chimiques. En comparaison avec les aramides, il est moins sensible aux effets négatifs des rayons UV, mais moins extensible et moins durable. Le gros avantage est le prix d'une voile PEN. Le propriétaire du yacht achète des voiles avec un bon ensemble de caractéristiques, meilleures que les voiles en polyester, mais plus rentables en prix que les voiles en aramide.

Le tissu Pentex® PEN provient des États-Unis, fabriqué par Allied Signal, et est largement utilisé dans certains modèles de bateaux de course (par exemple, One Design) si l'utilisation de voiles en fibre d'aramide est interdite en raison des règles de classe.

LCP (ou polymères à cristaux liquides)

Inventé dans les années 1980. Très résistant aux hautes températures, acides, réactifs, produits chimiques. Mais il est également nécessaire de protéger en plus le tissu des rayons UV.

Par exemple, une voile de la société allemande Hoechst, créée à partir de tissu Vectran, est presque aussi solide qu'un Kevlar (module moyen), résiste également à l'étirement, tolère très bien les plis et est moins sujette à la déchirure.

Mylar

Dans les années 1950, la société américaine DuPont a inventé un film synthétique polyester/lavsan pour remplacer les films d'emballage en plastique. En 1955, le Mylar a commencé à être utilisé pour coudre des voiles.

La voile en mylar n'a pas perdu son profil. Quel que soit le mouvement du navire par rapport au vent, il offrait une vue complète, ne se déformait pas, ne se détériorait pas lorsqu'il était exposé aux rayons UV et à l'eau. Un énorme inconvénient était les applaudissements assourdissants lorsque le navire changeait de position. Par une chaude journée, pour ainsi dire, "faire frire" le barreur, transformant la natation en torture, créant un effet de serre sur le pont. Et aussi les capacités technologiques pour coller une telle voile à partir de diverses parties ont considérablement limité sa taille. La résistance d'une voile en Mylar est fortement influencée par l'épaisseur du film, qui ne peut pas être augmentée à l'infini.

De nos jours, la voile en mylar est utilisée sur les petits yachts, mais le film en mylar est également utilisé dans la base de la production de voile laminée à utiliser sur les voiliers pour la navigation en mer, en combinaison avec diverses fibres d'aramide, fibres PEN et tissu de dacron. La disposition spéciale des fils de mylar dans le sens des charges attendues rend les voiles presque sans usure. La voile ne perd presque pas sa forme et est généralement utilisée par les coureurs professionnels, car elle est assez chère. Il faut éviter divers frottements sur une partie de la coque du bateau, car cela peut endommager le parsa et le désactiver complètement.

Carbone (ou fibre de carbone)

Ses fils sont composés de cristaux formés d'atomes de carbone. Dans la plaisance, ce matériau a commencé à être utilisé à la fin du 20e siècle, bien qu'il ait été inventé au 19e siècle. Les inventeurs l'ont tordu en fils flexibles, qui ont été utilisés dans la fabrication de voiles. Lors de l'America's Cup 1992, les voiles laminées en fibre de carbone ont bien fonctionné. Leur poids s'est avéré assez faible, alors qu'ils s'étiraient moins que ceux en aramide et étaient moins sensibles aux rayons UV.

Mais de telles voiles étaient assez chères. Pour leurs avantages, il fallait littéralement payer. Le prix dépassait jusqu'à 40% du coût des voiles en aramide. De plus, ces voiles étaient plus sensibles aux contraintes mécaniques. Malgré cela, aujourd'hui, les inventeurs continuent d'améliorer ces fibres, car leur matériau est le plus adapté aux voiliers de course. Lors de la stratification des voiles, du carbone pur est utilisé, ainsi qu'il est combiné avec des fibres d'aramide.

Caractéristiques de la voile

Les propriétés des tissus à partir desquels la voile est fabriquée dépendent également de ses capacités. Les principales caractéristiques des tissus qui doivent faire l'objet d'une attention particulière:

  • Résistance aux UV – temps d'utilisation jusqu'à ce que le matériau perde 50% de sa résistance lorsqu'il est exposé au soleil
  • Résistance à la traction – la charge à laquelle une fibre se brise
  • Le coût
  • Le coefficient de perte de résistance – est un pourcentage de la résistance initiale, l'échantillon est plié séquentiellement 50 fois à un angle de 180°
  • Élasticité – montre la capacité d'un tissu à reprendre sa forme après avoir appliqué une charge

Le tableau présente les caractéristiques des matériaux pour faciliter la comparaison:

Nom de la fibre
Module d'élasticité, g / den *
Résistance à la traction, g / den *
Perte de force, % Résistant au rayonnement solaire, mois Résistant au rayonnement solaire, mois
Nylon 20 7 - 9 0 3 7 - 8
Dacron 80 5 - 8 0 6 5 - 7
Pentex 250 9 0 4 24 - 40
Kevlar 29 460 24 25 3 48 - 75
Kevlar 49 520 24 30 3 60 - 100
Technora 574 27 20 2 50 - 80
Vectran 600 25 0 13
avec laminage
> 100
Spectres 1000 2200 35 0 12 60 - 90
Dyneema 1200 35 - 43 0 12 50 - 80
Carbone 1500 - 3000 10 - 24 35 - 100 Presque pas affecté > 100

Malheureusement, toutes les excellentes qualités des tissus modernes ne garantissent pas l'utilisation réussie de l'énergie éolienne. Une coupe correcte de la voile joue également un rôle important.

Couper les voiles: différentes options

Habituellement, le corps d'une voile est constitué de panneaux (morceaux) de tissu, certains composés. Les segments ont des formes et des tailles différentes, leur emplacement sur le tissu les uns par rapport aux autres est également différent. Les options de coupe les plus populaires:

  • Couper verticalement. Les panneaux ont une forme allongée et l'angle d'inclinaison vers l'horizon est plus grand. Cette option est la moins populaire en raison de la faible résistance de la voile avec cette coupe. Cette méthode est utilisée pour coudre les voiles des petits yachts.
  • Couper horizontalement. La plupart des panneaux sont des rectangles allongés et des trapèzes tronqués, qui ont des bases parallèles les uns aux autres, et les coutures sont faites presque horizontalement.

Les principaux avantages de la découpe linéaire sont des calculs faciles, une facilité de conception et de couture, peu de déchets et peu de coutures, en conséquence - le coût de la couture est également réduit.

Le rapport entre le prix d'une voile et l'efficacité de son utilisation reste optimal plus longtemps. À cet égard, les propriétaires de yachts de croisière utilisent la méthode de coupe horizontale, qui est la plus populaire de nos jours. Malheureusement, cette méthode de coupe ne peut pas être utilisée sur les voiles en stratifié. Pour ce type de tissu, une méthode de coupe radiale est utilisée. Les coupes de tissu ont généralement une forme de triangle allongé, leurs sommets sont regroupés aux coins de la voile, tandis que les coutures divergent le long du rayon.

Les types de coupes diffèrent par le nombre de coins utilisés dans la coupe:

Radial complet

Les coupes divergent d'un coin (point d'écoute). Cette coupe convient aux petits bateaux utilisés pour la navigation côtière. Idéal pour enrouler les voiles dans les mâts, ainsi que pour les méthodes de prise de ris conventionnelles.

Biradiale

Les sections de tissu avec leurs sommets convergent aux coins avec les charges les plus lourdes. L'avers de la voile est taillé dans des tissus plus résistants. Il est bon d'utiliser ce type de coupe avec un rapport hauteur sur largeur de 2,5:1, utilisé à des vitesses de vent élevées et de grands angles d'inclinaison. Il s'agit le plus souvent d'une voile arrière.

Triradial

Les panneaux coupés séparément sont joints par des coutures sortant des 3 coins. Par conséquent, il devient possible d'utiliser des matériaux plus résistants là où la contrainte est la plus forte, de sorte que la charge est répartie uniformément dans toute la voile. C'est la meilleure voile coupée à partir de tissus stratifiés, car il est possible d'utiliser des combinaisons de différents types de fibres, tandis que l'efficacité globale de la voile est augmentée sans augmenter son poids. Avec un rapport hauteur/base supérieur à 2,5:1, ce type de coupe est le plus optimal et recommandé pour les bateaux de course.

Les principaux avantages des voiles avec de tels types de coupe sont pris en compte: la possibilité de maintenir le profil plus longtemps et de l'utiliser efficacement, les charges sont réparties plus uniformément, il est possible d'utiliser plusieurs matériaux aux propriétés différentes à la fois. Mais il y a aussi des aspects négatifs: en comparaison avec d'autres méthodes de coupe, ces coupes sont plus difficiles à marquer et à collecter, la plupart du temps de nombreuses coutures, et elles sont plus longues. La consommation de matière devient de moins en moins rentable. À un prix, une voile triradiale, par exemple, est 30 à 35 % plus élevée que les voiles avec des types de coupe simples, et une voile biradiale est 10 à 15 % plus élevée pour la même surface.

Résumons quelques-uns des résultats. Faisons une conclusion

Vous ne devriez pas chasser les nouveaux produits et les types de tissus de voile à la mode, il y en a beaucoup. Pour un yacht de croisière, un ensemble parfaitement coupé horizontalement de bonnes voiles en polyester conviendra, même pour les longs voyages, vous en aurez assez pendant de nombreuses années.

À l'avenir, pour améliorer votre garde-robe, par exemple, les voiles en dacron peuvent être remplacées avec succès par des voiles PEN, ce qui n'affectera pas significativement votre budget. De plus, il est normal d'avoir deux jeux de voiles ou plus. Par exemple, un pour la course et un pour les croisières familiales.

Vous acquérez une expérience réussie dans les traversées maritimes et océaniques et souhaitez augmenter votre vitesse ? Il est temps de penser aux voiles en stratifié biradial ou triradial, en tissus aramide ou en matériaux hydrocarbonés. Peut-être que de nouveaux types de tissus et de fibres sont déjà apparus sur le marché ? La fréquence des nouveaux produits est quasi annuelle.

La principale chose à retenir est que le succès dépend de compétences maîtrisées et de mains habiles et travailleuses. Cela permettra une utilisation efficace de l'énergie éolienne en utilisant la voile la plus courante. Et la dernière technologie vous y aidera.

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