Un guide des matériaux composites dans les bateaux

Les matériaux composites sont largement définis comme ceux dans lesquels un liant est renforcé avec un matériau de renforcement. En termes modernes, le liant est généralement une résine, et le matériau de renforcement consiste en fils de verre (fibre de verre), des fibres de carbone ou des fibres d'aramide. Cependant, il existe également d'autres composites, tels que le ferrociment et les résines de bois, qui sont toujours utilisés dans la construction navale.

Les composites offrent les avantages d'un rapport résistance / poids supérieur à celui du bois ou de l'acier traditionnel méthodes, et ils nécessitent des niveaux de compétence inférieurs pour produire une finition de coque acceptable sur un semi-industriel échelle.

Ferrociment

Le ferrociment était probablement la première utilisation des composites pour les bateaux. Ce matériau a été largement utilisé dans la première moitié du XXe siècle pour la construction de barges à faible coût et à faible technologie.

Plus tard au cours du siècle, il est devenu populaire non seulement pour les projets de maisons individuelles, mais aussi pour les constructeurs de bateaux de production. Un cadre en acier fait de tige de renfort (connue sous le nom d'armature) forme la forme de la coque et est recouvert de fil de poulet. Il est ensuite enduit de ciment et durci. Bien qu'elle soit un composite simple et bon marché, la corrosion de l'armature est un problème courant dans l'environnement marin chimiquement agressif. Cependant, il existe encore aujourd'hui des milliers de bateaux "ferro" - le matériau a permis à de nombreuses personnes de réaliser leurs rêves.

GRP

Pendant la Seconde Guerre mondiale, juste après résines de polyester ont été développés, les fibres de verre sont devenues disponibles suite à la découverte accidentelle d'un processus de production utilisant de l'air soufflé sur un flux de verre fondu. Bientôt, le plastique renforcé de verre est devenu courant et les bateaux en PRV ont commencé à être disponibles au début des années 1950.

Composites bois / adhésifs

Les pressions de la guerre ont également conduit au développement de techniques de construction de bateaux moulées à froid et à chaud. Ces approches consistaient à poser de minces placages de bois sur un cadre et à saturer chaque couche avec de la colle. Les adhésifs à base d'urée haute performance développés pour les avionneurs ont été largement utilisés pour la nouvelle technique de moulage des coques de bateaux - généralement pour Bateaux PT. Certains adhésifs nécessitaient une cuisson dans un four pour sécher et des coques moulées à chaud ont été développées, bien qu'il y ait des limitations de taille régies par l'accès aux fours industriels.

Depuis les années 1950, les résines polyester et vinylester se sont améliorées régulièrement et le GRP est devenu le composite le plus utilisé dans la construction navale. Il est également utilisé dans la construction navale, généralement pour les dragueurs de mines qui ont besoin de coques non magnétiques. Les problèmes osmotiques dont ont souffert les bateaux de la première génération appartiennent désormais au passé avec les composés époxy modernes. Au 21^st siècle, la production en volume de bateaux en PRV suit un processus de production industrielle complet.

Les techniques de moulage bois / époxy sont encore utilisées aujourd'hui, généralement pour les skiffs d'aviron. D'autres composites bois / adhésifs ont évolué depuis l'introduction des résines époxy hautes performances. Bordure de bande est une telle technique populaire pour la construction de bateaux résidentiels: des bandes de bois (généralement du cèdre) sont posées longitudinalement sur des cadres et recouvertes d'époxy. Cette construction simple offre une construction bon marché et solide avec une finition équitable facilement réalisable par un amateur.

À l'avant-garde de la construction de bateaux, le renforcement en fibre d'aramide renforce les zones clés des voiliers, telles que les sections de proue et de quille. La fibre d'aramide offre également une meilleure absorption des chocs. Fibre de carbone les mâts sont de plus en plus courants, car ils offrent des avantages majeurs en termes de performances et de stabilité du navire.

Les voiliers utilisent également des composites dans leur construction de voile, avec du ruban en fibre de carbone ou en fibre de verre offrant une matrice flexible mais dimensionnellement stable sur laquelle un tissu à voile synthétique est laminé.

La fibre de carbone a également d'autres utilisations marines - par exemple pour les moulures et les meubles intérieurs à haute résistance sur les super-yachts.

Les coûts de la fibre de carbone diminuent à mesure que les volumes de production augmentent, de sorte que la disponibilité de la fibre de carbone en feuille (et d'autres profils) est susceptible de devenir plus courante dans la production de bateaux.

La science des matériaux et la technologie des composites progressent rapidement, et les nouveaux composites incluent les nanotubes de carbone et mélanges époxy. Récemment, un petit navire naval avec une coque construite en utilisant des nanotubes de carbone a été livré comme projet conceptuel.

Légèreté, résistance, durabilité et facilité de production signifient que les composites joueront un rôle de plus en plus important dans la construction de bateaux. Malgré tous les nouveaux composites, Composites polymères renforcés de fibres sont là pour rester de très nombreuses années, même si ce sera sûrement en partenariat avec d'autres composites exotiques.