Étude de cas
Le lancement des plans Reichel/Pugh, Morning Glory et Pyewacket en 2004 a suscité un grand intérêt dans le monde de la voile. En effet, ces bateaux de 86 pieds étaient les plus grands yachts à ce jour à bénéficier de la technologie brevetée Canting Ballast Twin Foil (CBTF) de DynaYacht. La décision des propriétaires, Roy Disney et Hasso Platner respectivement, d’adopter cette technologie pour leurs nouveaux bateaux représente une avancée passionnante pour la conception des bateaux de course.
L’équipe d’ingénieurs de Gurit a été chargée par Reichel/Pugh de produire les spécifications structurelles composites de Morning Glory et de Pyewacket. Les conceptions innovantes de ce type dépassent largement le champ d’application des règles standard de la société de classification. Gurit a donc travaillé en étroite collaboration avec les concepteurs de Reichel/Pugh pour convenir d’un ensemble réaliste de cas de charge, à partir desquels la structure a été conçue.
Avant le début de la construction, une phase de recherche et de développement technique approfondie a été mise en œuvre. L’étude comprenait une évaluation de l’arrangement structurel de l’étrave le plus approprié, une région de claquement de peau unique, et l’adéquation d’une gamme de matériaux d’âme. La partie du bateau la plus difficile à concevoir a sans aucun doute été la structure de la quille basculante. La quille elle-même est contrôlée par deux vérins hydrauliques, chacun capable de supporter des charges avoisinant les 350 tonnes. Dans le cadre de l’ingénierie structurelle, une analyse détaillée par éléments finis (FEA) de la structure de la quille basculante a été réalisée à l’aide de la suite de programmes MSC PATRAN/NASTRAN. En plus des cas de charge ultime de la quille, les caractéristiques globales de rigidité de navigation au près du bateau ont été évaluées. Cette analyse a été utilisée pour s’assurer que la structure avait été optimisée contre le flambage du pont avant sous l’effet de la charge.
Lorsque Morning Glory et Pyewacket courent au large, il faut prévoir un équipage de 18 à 20 personnes. Des liens étroits entre Gurit et Reichel/Pugh ont permis de développer l’intérieur autour de la structure, minimisant ainsi le besoin de compromis en matière de conception. Les tuyaux d’échappement et les conduits des systèmes ont été structurés le cas échéant, afin de réduire la quantité de structure supplémentaire nécessaire.
Au cours des premières étapes du projet, le département des essais mécaniques et des services analytiques de Gurit a testé un certain nombre d’échantillons de stratifiés provenant des constructeurs de bateaux McConaghy et Cookson. Les propriétés mécaniques et thermiques ont été mesurées, et l’analyse statistique des données d’essai a permis d’établir un ensemble personnalisé de tolérances de conception pour chaque bateau. L’équipe d’ingénieurs de Gurit a ensuite utilisé ces données de conception dans ses calculs. La résistance au cisaillement des lamelles, la teneur en vides et la densité ont également été calculées pour donner une indication de la qualité – essentielle pour des bateaux de course aussi performants que le Morning Glory et le Pyewacket.
Pour faciliter et accélérer la construction, l’équipe d’ingénierie structurelle de Gurit a maintenu la communication avec les chantiers navals McConaghy et Cookson tout au long de la construction. Dans la mesure du possible, la structure interne a été constituée de panneaux plats et stratifiés sur des tables aspirantes à l’extérieur du bateau. Une fois la coque et le pont démoulés, la majorité des éléments internes étaient prêts à être collés. Outre la coque, le pont et la structure interne principale, Gurit a conçu toute une série d’accessoires en composite, y compris les systèmes complexes de manutention des voiles. Les gréements de ces bateaux sont considérablement plus grands que ceux des voiliers de la Coupe de l’America, ce qui génère des charges extrêmement élevées. L’attention portée aux détails s’est étendue jusqu’aux padeyes de la ligne de flottaison, pour lesquels de nouveaux padeyes souples ont été mis au point. Gurit a fourni de la fibre de carbone de qualité Coupe de l’America, du Nomex™ et de la mousse structurelle Corecell™ sur l’ensemble des deux navires afin de fournir les structures les plus rigides et les plus légères possibles. La mousse Corecell™ a été spécifiée dans la zone de claquement de l’étrave en raison de son excellente résistance à la rupture et à la fatigue. McConaghy’s a utilisé le système de résine pré-imprégnée SE 84 de Gurit pour construire Morning Glory et SPRINT™ a été largement utilisé là où le stratifié massif avait été spécifié, réduisant avec succès le besoin de débullage et accélérant ainsi considérablement le processus de construction. Cooksons a utilisé sa propre technologie d’imprégnation par voie humide pour la construction du Pyewacket.
Lors des essais en mer, Morning Glory et Pyewacket ont atteint des vitesses impressionnantes, supérieures à la vitesse du vent à certains moments, donnant une première indication des performances exceptionnelles que ces bateaux allaient réaliser sur le circuit mondial, remportant tous deux des victoires significatives et établissant de nouveaux records.