Brevet FR2913397A1 — publié le 20080912

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une membrure pour une coque de bateau, ainsi qu'une coque de bateau. La qualité de fabrication d'une coque de bateau et la compétence de son concepteur sont des facteurs importants pour déterminer les performances du bateau. Une coque de bateau de type traditionnel comprend en principe une varangue sur laquelle sont assemblées des membrures qui sont recouvertes par des lattes de bordée. Pour fabriquer les membrures d'une telle coque, une technique connue et qui est présentée aux Figs. 1 consiste, pour chaque membrure M, à construire un moule 01 et un contre-moule 02 comprenant des parois susceptibles de conformer la paroi intérieure et la paroi extérieure de la membrure à fabriquer. Dans une première étape, on encolle une pluralité de lames L susceptibles de former une membrure M, puis, dans une seconde étape, on cambre la membrure M en la plaçant entre le moule 01 et le contre-moule 02 que l'on rapproche mutuellement comme le montre la flèche F à la Fig. 1. A la Fig. 2, on la maintient en place jusqu'au séchage de la colle. Cette technique de fabrication est communément appelée lamellé collé . Chaque membrure ainsi fabriquée est maintenue dans sa forme cambrée sur un gabarit en y étant fixée, par exemple, par des serre-joints. A la Fig. 2a, on place les membrures M fixées sur leurs gabarits sur un support modèle, non représenté, où elles sont assemblées avec une varangue V. On procède ensuite, comme cela est montré aux Figs. 2b et 2c, à une opération de façonnage des membrures M qui est qualifiée d'équerrage des membrures dans le métier de la construction de bateaux. Pendant cette opération qui requiert un grand savoir-faire de la part de l'opérateur, on façonne avec un outil coupant une dépouille sur la paroi périphérique convexe de chaque membrure de manière à ce que des lattes de bordée T puissent reposer bien à plat sur les parois convexes travaillées des différentes membrures M. En référence à la Fig. 2c, la valeur de l'inclinaison de cette dépouille vaut : (D1ûD2) tg(a) _ C A la Fig. 3, la valeur de cet angle a varie, pour chaque membrure M, en fonction du rang de la latte de bordée T qui est appliqué sur la membrure. On comprend, dès lors, que cette opération d'équerrage des membrures représente un travail long et nécessitant beaucoup de savoir-faire. La précision de façonnage de la paroi en dépouille est en relation avec le soin apporté à sa mise en oeuvre. Quand cette opération est terminée, les lattes de bordée sont alors coupées à longueur et collées sur les membrures en étant maintenues en place, par exemple, par l'intermédiaire de pointes. On peut, certes, ne pas équarrir les membrures. Cependant les lattes de bordées reposeront alors sur un angle vif de la paroi périphérique convexe des membrures. Le pointage des lattes est rendu plus délicat et surtout les lattes qui ne reposent pas à plat sur les membrures peuvent se gondoler, ce qui n'est pas souhaité pour des raisons esthétiques. La finesse de la carène du bateau est également altérée. Après séchage, les gabarits sont retirés. On recouvre ensuite la paroi externe et la paroi interne de la coque avec un parement constitué, par exemple, de feuilles de tissu imprégnées de résine époxy. Lorsque la coque est fabriquée, il faut ensuite y ajouter un pont. Pour cela, on fabrique, par la technique de fabrication du lamellé collé décrite ci-avant, des barrots de recouvrement de certaines membrures. A chaque membrure recouverte correspond un barrot particulier, ce qui induit la fabrication de moules et de contre-moules correspondants. Les barrots sont assemblés sur les extrémités libres des membrures par collage après ajustement. Pour amortir convenablement les moules de fabrication, il faut généralement une fabrication d'une douzaine de bateaux. On le constate, la fabrication d'une coque de bateau traditionnelle est un travail de longue haleine et une opération onéreuse. Le but de l'invention est donc de proposer, notamment, un procédé de fabrication d'une coque de bateau qui soit plus rapide et moins coûteux à mettre en oeuvre. A cet effet, est proposé un procédé de fabrication d'une membrure pour une coque de bateau, la membrure étant du type qui comprend une paroi périphérique convexe adaptée à recevoir des lattes de bordée de recouvrement de la coque, caractérisé en ce qu'il consiste à détourer dans une plaque au moins une membrure par un procédé d'usinage de type en trois dimensions de manière à détourer, avec une dépouille, la paroi périphérique convexe de ladite membrure. On peut dès lors fabriquer aux dimensions définitives les membrures, suivant les cotes définies par l'architecte. La fabrication des membrures est rendue plus simple comparativement à la technique de fabrication du type lamellé collé et son coût de fabrication est inférieur, puisqu'aucun moule de fabrication n'est nécessaire. Une plus grande simplicité de construction de la coque est obtenue. L'assemblage des lattes de bordée sur les parois périphériques des membrures peut en effet être réalisé sans qu'il soit nécessaire de procéder à une opération d'équerrage desdites parois périphériques. On peut également envisager la :livraison en kit de la coque de bateau. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, le procédé consiste à mettre en oeuvre une machine de découpe pourvue d'une tête de découpage apte à focaliser un faisceau laser. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, le procédé consiste à mettre en oeuvre une machine de découpe pourvue d'une tête de découpage incorporant une buse susceptible de projeter un jet d'eau hyperbare. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, le procédé consiste à choisir, pour la fabrication de la plaque, un panneau de contreplaqué. Ce matériau procure un compromis intéressant entre la légèreté et les caractéristiques mécaniques de la membrure fabriquée. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, le procédé consiste à choisir, pour la fabrication de la plaque, une matière plastique. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, le procédé consiste à détourer la membrure de telle sorte qu'elle présente, dans sa projection en vue de face sur un plan, une section en forme de C. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, le procédé consiste à détourer la membrure de telle sorte qu'elle présente, dans sa projection en vue de face sur un plan, une section en forme de C et que les extrémités libres de ses deux branches puissent être prolongées respectivement par deux retours tournés en vis-à-vis et formant des barrotins. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, le procédé consiste à détourer la membrure de telle sorte qu'elle présente, dans sa projection en vue de face sur un plan, une section fermée et creuse en forme de D et que la branche reliant les deux portions recourbées de la membrure puisse former un barrot. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, le procédé consiste à détourer la membrure de telle sorte qu'elle présente, dans sa projection en vue de face sur un plan, une section pleine en firme de D. Une membrure pour une coque de bateau est également proposée, la membrure étant du type qui comprend une paroi périphérique convexe adaptée à recevoir des lattes de bordée de recouvrement de la coque. Selon l'invention, la paroi périphérique convexe présente une dépouille dès sa fabrication terminée. Elle peut de la sorte être utilisée pour la construction de la coque sans qu'aucune opération de reprise ne soit nécessaire pour son ajustement avec les lattes de bordée. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, l'inclinaison de la dépouille est définie par un angle, d'une valeur non nulle, mesuré entre un plan tangent à ladite paroi périphérique convexe et un plan perpendiculaire à une face frontale ou dorsale de la membrure. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, la valeur de l'angle varie suivant l'endroit où on le mesure sur la membrure. Une coque de bateau est aussi proposée, la coque étant du type comprenant une varangue, des membrures assemblées sur la varangue. Selon l'invention, les membrures sont fabriquées selon le procédé de fabrication de l'invention. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels : la Fig. la représente une vue en perspective, en position ouverte, d'un moule 25 et d'un contre-moule destinés à cambrer une membrure, connus de l'état de la technique, la Fig. lb représente une vue en perspective, en position fermée, d'un moule et d'un contre-moule destinés à cambrer une membrure, connus de l'état de la technique, 30 la Fig. 2a représente une vue de dessus d'une coque constituée de membrures assemblées sur une varangue, connue de l'état de la technique, la Fig. 2b représente une vue d'un détail du raccordement d'une membrure avec une latte de bordée avant un travail d'équerrage de la membrure, connu de l'état de la technique, la Fig. 2c représente une vue d'un détail du raccordement d'une membrure avec une latte de bordée après un travail d'équerrage de la membrure, connu de l'état de la technique, la Fig. 3 représente une demi-vue en coupe transversale d'une coque de bateau, connue de l'état de la technique, la Fig. 4a représente une vue en perspective d'une plaque de matière dans laquelle on détoure deux membrures selon l'invention, la Fig. 4b représente une vue en perspective de deux membrures disposées de manière superposée selon l'invention, la Fig. 5a représente une première vue en section suivant la flèche F1 de la membrure présentée en bas de la Fig. 4b selon l'invention, la Fig. 5b représente une seconde vue en section suivant la flèche F2 de la membrure présentée en bas de la Fig. 4b selon l'invention, la Fig. 6a représente une vue de face d'une membrure selon l'invention, la Fig. 6b représente une vue de face d'une première variante de réalisation d'une membrure selon l'invention, la Fig. 6c représente une vue de face d'une seconde variante de réalisation d'une membrure selon l'invention, la Fig. 6d représente une vue de face d'une troisième variante de réalisation d'une membrure selon l'invention, la Fig. 7 représente une vue en perspective d'une coque de bateau en cours de construction selon l'invention et, la Fig. 8 représente une vue latérale d'un détail d'une coque de bateau en cours de construction selon l'invention. Pour construire un bateau, il faut avant tout concevoir sa coque. C'est en effet elle qui déterminera les caractéristiques de navigabilité du bateau. L'épure de la coque est définie par une personne qualifiée en la matière, par exemple, par un architecte naval. S'agissant d'une coque traditionnelle, c'est-à-dire construite à partir d'une varangue, de membrures fixées à intervalles sur la varangue et de lattes de bordées fixées sur la périphérie des membrures, l'architecte naval définit, en particulier, la géométrie de la varangue et celles des membrures ainsi que le plan de montage de ces constituants. Dans l'invention, on a cherché à réduire les coûts de fabrication et de reprise d'usinage des membrures. Pour cela, à la Fig. 4a, les membrures 200 sont fabriquées définitivement en une seule étape de fabrication, c'est-à-dire sans qu'il soit nécessaire de procéder à un équerrage de leurs parois périphériques convexes 210 sur lesquelles seront appliquées des lattes de bordée lorsque les membrures seront assemblées sur la varangue. A cet effet, on utilise, à la Fig. 4a, une plaque 100 d'un matériau dans laquelle on détoure au moins une membrure 200 par un procédé d'usinage de type en trois dimensions. L'usinage est réalisé de telle manière que la géométrie des membrures respecte les cotes définies par l'architecte. Deux membrures 200 et 200' lovées l'une dans l'autre apparaissent sur la plaque 100 à cette Fig. 4a. On peut ainsi fabriquer rapidement et à faible coût des membrures puisqu'il n'est plus nécessaire de construire des moules et des contre-moules de fabrication. Les membrures sont fabriquées aux dimensions exactes, c'est-à-dire en étant finies, prêtes à être assemblées en l'état. La construction d'une coque incorporant de telles membrures est rendue plus économique et plus rapide que la construction d'une coque connue de l'état de la 15 technique. Compte tenu de l'état fini des membrures à l'issue de leur fabrication, la fourniture en kit de la coque peut être envisagée. Le procédé d'usinage met en oeuvre une machine de découpe pourvue d'un outil 120 apte à détourer les membrures 200 dans la plaque 100. Il peut s'agir d'une 20 tête de découpage focalisant un faisceau laser procurant une grande précision de découpe, d'une tête de découpage incorporant une buse susceptible de projeter un jet d'eau hyperbare pouvant découper des membrures relativement épaisses. L'outil 120 peut, de la sorte, façonner une dépouille sur la paroi périphérique convexe 210 des membrures. L'angle mesurant cette dépouille est indiqué aux Figs. 4b, 5a et 5b par la 25 lettre a. Cet angle a est mesuré entre un plan tangent à ladite paroi périphérique convexe 210 et un plan perpendiculaire à une face frontale 212a ou dorsale 212b de la membrure et ici la face frontale 212a. La valeur de cet angle a varie suivant l'endroit où on le mesure. Aux Figs. 4b et 5a, la mesure de cet angle al est prise sur un flanc de la 30 membrure 200. Aux Figs. 4b et 5b, la mesure de cet angle a2 est prise sur le dessous de la membrure 200 si l'on considère la membrure dans la position de flottaison de la coque. Les angles a3 et a4 de l'autre membrure 200', mesurés aux mêmes endroits, possèdent des valeurs différentes de celle de la membrure 200. Il est cependant possible, que pour des coques de bateau à l'épure simplifiée, la valeur de cet angle de dépouille demeure constante. La valeur de l'angle de dépouille peut aussi, pour certaines membrures, être de zéro degré. Pratiquement, l'architecte définit la géométrie de la coque du bateau et en particulier celle des membrures. Cette géométrie est enregistrée dans un fichier informatique qui est destiné à être exploité par un programme d'ordinateur susceptible de commander le fonctionnement de la machine de découpe. La géométrie des différentes membrures est avantageusement stockée dans un fichier élaboré par un programme d'ordinateur pour simplifier sa conversion vers le fichier de fabrication. A la Fig. 4a, la plaque 100 est constituée d'un panneau 110 de contreplaqué procurant un compromis intéressant entre la légèreté et les caractéristiques mécaniques de la membrure fabriquée. Dans des modes de réalisation, non représentés, la plaque est constituée d'un panneau de particules, d'un panneau fabriqué dans une matière plastique. Sur l'ensemble des Figs. 6, la membrure 200 est délimitée par une face frontale 212a destinée à être tournée vers la proue de la coque, une face dorsale 212b, une paroi périphérique convexe 210 bordant, vers l'extérieur de la membrure 200, les deux faces 212. Cette paroi périphérique convexe 210 présente, dans les deux vues en détail de la Fig. 6a, une dépouille dont l'inclinaison est délimitée par un angle a mesuré entre un plan tangent à ladite paroi périphérique convexe et un plan perpendiculaire à une des faces et ici la face frontale 212a de la membrure. Compte tenu de la forme complexe de la paroi de la coque, la valeur de cet angle al, a2 varie selon l'endroit où on le mesure. A l'issue de l'assemblage des membrures sur une varangue, des lattes de bordée sont appliquées et fixées sur les parois périphériques convexes formant ainsi la paroi de la coque du bateau. A la Fig. 6a, la membrure 200 présente, dans sa projection en vue de face sur un plan, une section en forme de C. La membrure 200 convient pour la fabrication d'une coque de bateau dépourvue localement ou totalement de pont. A la Fig. 6b, les extrémités libres des branches de la membrure 200a sont prolongées respectivement par deux retours 220 formant des barrotins tournés en vis-à-vis et destinés à supporter la partie non fermée d'un pont qui incorpore, par exemple, la cabine, le rouf, etc. Dans l'art antérieur, ces barrotins sont des éléments rapportés. A la Fig. 6c, la membrure 200b présente dans sa projection en vue de face sur un plan une section fermée et creuse en forme de D et dont la branche 230 reliant les deux portions recourbées de la membrure forme un barrot destiné à supporter le plancher du pont du bateau. Ce barrot est dans l'art antérieur constitué d'un élément rapporté. A la Fig. 6d, la membrure 200e est constituée d'une paroi pleine qui présente dans sa projection sur un plan une section en forme de D. Elle convient, en particulier, pour former le tableau arrière de la coque du bateau. La construction d'une coque 400 de bateau de l'invention comprenant des membrures 200, une varangue 250 et des lattes de bordées 260 est réalisée de la manière suivante en référence aux Figs. 7 et 8. On fabrique les membrures 200 en utilisant le procédé de découpage de l'invention. Pour cela, la géométrie des différentes membrures est compilée dans un fichier informatique destiné à être traité par un programme d'ordinateur pour piloter la machine de découpe en trois dimensions. On fabrique également la varangue 250. Dans une première étape, on procède à la construction d'un châssis 300 ou mannequin , terme utilisé dans la construction de bateaux, qui va supporter provisoirement les principaux constituants de la coque 400 pendant sa fabrication, puis dans une seconde étape, on procède à la construction de ladite coque. La construction du châssis 300 doit être faite sur une surface parfaitement plane et horizontale. On peut s'aider pour cela de poutrelles métalliques 310, éventuellement calées, et sur lesquelles on place une ou plusieurs plaques 312 de contreplaqué formant une plate-forme de montage. On pose ensuite, sur la plaque 312, des gabarits 320 destinés à maintenir respectivement en position les membrures 200 de la coque 400. L'emplacement des gabarits 320 ainsi que l'axe de symétrie de la coque 400 sont tracés sur la plaque 312 pour faciliter leur positionnement. Le placement mutuel de ces gabarits doit être effectué avec une grande précision en suivant le plan de pose défini par l'architecte afin que la géométrie (le la coque puisse être conforme aux spécifications de l'architecte. Pour cela, on utilise, en plus du traçage, des entretoises 330 constituées, par exemple, de longerons que l'on insère longitudinalement au travers des différentes membrures 200 dans des ouvertures 322 dont sont pourvues lesdites membrures. Ces entretoises 330 sont pourvues de crantages 332, visibles uniquement à la Fig. 8, dont la largeur est identique à celle des membrures 200 de manière à ce que les entretoises puissent s'encastrer dans les membrures pour les placer verticalement en les espaçant suivant des distances particulières indiquées par les flèches Dl et D2 sur cette Fig. 8. Les gabarits 320 ainsi que les entretoises 330 sont avantageusement fabriqués par un procédé de découpage numérique. Les gabarits 320 et les entretoises 330 sont également marqués pour faciliter leur appariement. Lorsque le châssis 300 est monté, on procède à la pose et à la fixation des membrures 200 sur leurs gabarits respectifs. Là encore, les membrures 200 sont repérées pour faciliter leur appariement avec les entretoises. Le marquage des membrures est avantageusement réalisé pendant leur fabrication pour éviter toute erreur d'appariement. A la Fig. 8, chaque gabarit 320 est pourvu d'une encoche 324 destinée à recevoir les encoignures d'une membrure 200 pour la positionner avec précision sur ledit gabarit 320. Les membrures 200 sont disposées dans une position qui correspond à celle de la coque retournée. Les membrures 200 sont fixées sur leurs gabarits respectifs, par exemple, par du ruban adhésif double face. On procède ensuite à la pose de la varangue 250. On notera à ce propos que les membrures 200 sont pourvues, dans un plan médian, d'encoches non visibles sur ces Figs. 7 et 8, issues de leur procédé de fabrication décrit ci-avant et qui coopèrent avec des encoches correspondantes réalisées sur ladite varangue, non visibles également. La varangue 250 et les membrures 200 sont fixées ensemble par collage. On pose ensuite le tableau qui est avantageusement constitué d'une membrure 200c pleine, fabriquée par le procédé de découpage de l'invention et qui est visible uniquement à la Fig. 6d. Le squelette de la coque du bateau étant fabriqué, on procède alors à la pose des lattes de bordée 260 sur les parois périphériques convexes 210 des membrures 200. Une seule latte 260 est représentée sur la Fig. 8. La pose des lattes est réalisée directement sur les membrures, sans qu'il soit nécessaire de procéder à un équerrage de leurs parois périphériques comme cela est pratiqué dans l'art antérieur. La fixation des lattes de bordée 260 est réalisée par collage. On pose ensuite un revêtement sur la face externe et éventuellement sur la face interne de la coque 400. Ce revêtement est constitué, par exemple, de feuilles de tissu imprégnées de résine époxy. La construction de la coque s'achève en posant le plancher sur le pont. La membrure de l'invention est fabriquée dans son état fini, c'est-à-dire que chacune membrure est prête à être intégrée dans la construction d'une coque de bateau sans façonnage intermédiaire. Le relatif faible coût de fabrication des membrures et la simplicité de montage d'une coque de bateau incorporant de telles membrures n'imposent plus leur fabrication en petites séries pour amortir l'investissement en moules et contre-moules et rendent désormais possible la fabrication unitaire de la coque. On peut dès lors fournir un cahier des charges particulier à un architecte naval qui pourra concevoir les plans de construction et de fabrication de la coque suivant les désirs de son client. La fabrication finie des membrures offre la possibilité de commercialiser la coque de bateau sous la forme d'un kit. REVENDICATIONS 1) Procédé de fabrication d'une membrure (200) pour une coque (400) de bateau, la membrure étant du type qui comprend une paroi périphérique convexe adaptée à recevoir des lattes de bordée (260) de recouvrement de la coque, caractérisé en ce qu'il consiste à détourer dans une plaque (100) au moins une membrure (200) par un procédé d'usinage de type en trois dimensions de manière à détourer, avec une dépouille, la paroi périphérique convexe (210) de ladite membrure (200). 2) Procédé de fabrication d'une membrure (200) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à mettre en oeuvre une machine de découpe pourvue 10 d'une tête de découpage (120) apte à focaliser un faisceau laser. 3) Procédé de fabrication d'une membrure (200) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à mettre en oeuvre une machine de découpe pourvue d'une tête de découpage (120) incorporant une buse susceptible de projeter un jet d'eau hyperbare. 15 4) Procédé de fabrication d'une membrure (200) selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il consiste à choisir, pour la fabrication de la plaque (100), un panneau (110) de contreplaqué. 5) Procédé de fabrication d'une membrure (200) selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il consiste à choisir, pour la fabrication de la plaque (100), 20 une matière plastique. 6) Procédé de fabrication d'une membrure (200) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à détourer la membrure (200) de telle sorte qu'elle présente, dans sa projection en vue de face sur un plan, une section en forme de C. 25 7) Procédé de fabrication d'une membrure (200a) selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il consiste à détourer la membrure (200a) de telle sorte qu'elle présente, dans sa projection en vue de flce sur un plan, une section en forme de C et que les extrémités libres de ses deux branches puissent être prolongées respectivement par deux retours (220) tournés en vis-à-vis et formant des barrotins. 30 8) Procédé de fabrication d'une membrure (200b) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il consiste à détourer la membrure (200b) de telle sorte qu'elle présente, dans sa projection en vue de face sur un plan, unesection fermée et creuse en forme de D et que la branche (230) reliant les deux portions recourbées de la membrure (200b) puisse former un barrot. 9) Procédé de fabrication d'une membrure (200c) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il consiste à détourer la membrure (200c) de telle sorte qu'elle présente, dans sa projection en vue de face sur un plan, une section pleine en forme de D. 10) Membrure (200) pour une coque (400) de bateau, la membrure étant du type qui comprend une paroi périphérique convexe adaptée à recevoir des lattes de bordée (260) de recouvrement de la coque, caractérisée en ce que la paroi périphérique convexe (210) présente une dépouille dès sa fabrication terminée. 11) Membrure (200) pour une coque (400) de bateau selon la revendication 10, caractérisée en ce que l'inclinaison de la dépouille est définie par un angle (a), d'une valeur non nulle, mesuré entre un plan tangent à ladite paroi périphérique convexe (210) et un plan perpendiculaire à une face frontale (212a) ou dorsale (212b) de la membrure. 12) Membrure (200) pour une coque (400) de bateau selon la revendication 11, caractérisée en ce que la valeur de l'angle (al, a2) varie suivant l'endroit où on le mesure sur la membrure (200). 13) Coque (400) de bateau du type comprenant une varangue (250), des 20 membrures assemblées sur la varangue, caractérisée en ce que les membrures (200) sont fabriquées selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.