Comment (et pourquoi) le bois revient dans la construction de yachts

May 21, 2023

Rupert Holmes rend compte des derniers développements dans la construction de yachts en bois et explique pourquoi ce matériau ancien est utilisé pour le design contemporain de haute technologie

Pourquoi un architecte naval et un ingénieur en structure habitués à travailler avec des matériaux de pointe pour les équipes de l'America's Cup, y compris INEOS Britannia, et des entreprises comme Airbus, seraient-ils ravis de travailler avec du bois ?

"C'est assez simple pour moi", explique le designer français Thomas Tison, "la modernité ne néglige pas d'où nous venons tous - au contraire, elle en tire le meilleur parti. D'une certaine manière, un bateau est un héritage, donc ignorer le bois serait ignorer l'essence de la conception et de la construction de yachts.

"La fibre de carbone n'est qu'une évolution de cet héritage et la réintégration du bois en tant que matériau moderne augmente le nombre d'options dont dispose un architecte naval pour la création et la performance."

Tison a conçu l'étonnant et contemporain coureur offshore de 48 pieds Elida qui a été lancé l'année dernière, et a actuellement un daysailer haut de gamme en bois/époxy de 40 pieds sur la planche à dessin. Pour optimiser le poids et la rigidité d'Elida, Tison a testé trois stratifiés de bois et de colle différents dans une usine d'Airbus. "Ce que nous avons trouvé était très intéressant", m'a-t-il dit. « Les données existantes dataient de 20 ans, mais maintenant nous pouvons sélectionner avec soin la colle et le bois, de sorte que les chiffres de nos stratifiés étaient plus rigides que prévu, l'épicéa de Sitka étant d'un ordre de grandeur meilleur que prévu.

Elida est construit en épicéa de Sitka à planches diagonales recouvert d'un placage d'acajou de 3 mm. Un raidissement interne supplémentaire est fourni par des couches locales de fibre de carbone de 200 g. Le résultat est une structure très rigide - les charges d'étai projetées correspondent à celles utilisées sur les TP52, mais le poids total de la coque de 48 pieds n'est que de 1 000 kg.

Le prochain projet de Tison est un daysailer de 40 pieds très haut de gamme. La construction sera une évolution d'Elida, donnant une structure solide et rigide qui répond aux exigences de la catégorie A, mais le déplacement total n'est que de 3 700 kg. Il a également un concept en cours pour un superyacht de 45 m construit de manière similaire.

Outlier est un 55 pieds personnalisé moulé à froid conçu par Botin. Photo: Billy Black

L'engouement des architectes navals petits et grands pour la construction en composite bois/époxy est saisissant. Bon nombre des nouveaux modèles qui se démarquent aujourd'hui des deux côtés de l'Atlantique sont construits de cette façon et c'est souvent la meilleure option pour les constructions uniques et les petites séries de production. Les principaux avantages comprennent une esthétique époustouflante, des structures rigides et légères et une excellente longévité.

Aujourd'hui, le chantier britannique Spirit Yachts est peut-être le spécialiste le plus connu de cette forme de construction et son concept d'art du bois est bien documenté, y compris l'approche sculpturale adoptée avec le Spirit 111 Geist. Cependant, les exemples d'autres yachts abondent, y compris le superyacht Tempus 90 de Rob Humphreys. Celui-ci a été construit en Turquie, qui, contrairement à de nombreux pays, n'a jamais perdu son industrie de construction de bateaux en bois. En conséquence, de nombreux chantiers sont aujourd'hui habitués à travailler avec des composites époxy/bois. Et de nombreux autres yachts en bois récents de premier ordre y ont été construits, allant jusqu'à la taille d'un superyacht, y compris la gamme PC Yacht d'Andre Hoek et un certain nombre de ses conceptions Truly Classic.

La Grande-Bretagne a sa propre tradition de constructions en bois : le chantier naval Elephant sur la rivière Hamble a une longue histoire de construction et d'entretien de yachts en bois/époxy, y compris le Barracuda 45 construit pour Bob Fisher à la fin des années 1980.

Wood était le concepteur de bateaux de course IRC à succès moyen avec lequel John Corby s'est fait un nom dans les années 1990 et 2000. Et c'était le choix de l'un des concepteurs de yachts les plus prospères du Royaume-Uni, Stephen Jones, pour son propre Meteor unique de 46 pieds, lancé en 2006. Il a été construit à Grimsby par Farrow and Chambers, qui a également construit deux yachts en époxy cèdre pour l'ancien rédacteur en chef de Yachting World Andrew Bray.

De l'autre côté de l'Atlantique, plusieurs chantiers de la Nouvelle Angleterre s'activent dans la construction de yachts neufs custom et semi-custom en bois/epoxy. Parmi les exemples récents notables, citons le Lyman-Morse 46, l'équilibre de 44 pieds conçu par Jim Taylor de Brooklin Boat Yard et l'Outlier personnalisé de 55 pieds Botin. Une longue liste d'autres lancements récents notables incluent Anna, un design Stephens Waring de 65 pieds construit par Lyman-Morse et lancé en 2020.

La beauté du bois à l'intérieur d'un Spirit fabriqué à la main. Photo: Paul Wyeth

Le designer britannique Rob Humphreys est depuis longtemps associé à cette méthode de construction, ayant conçu son premier navire en bois à la fin des années 1970, suivi d'une série d'autres, des 22 pieds aux superyachts, au cours des décennies suivantes. Humphreys reste désireux de concevoir davantage : "La seule chose qui nous retient vraiment est une question d'éducation au marché", m'a-t-il dit.

Le médium est souvent mal compris, peu de gens en réalisent les avantages et beaucoup supposent qu'il présente les mêmes inconvénients que la construction traditionnelle en bois, ou que la technologie n'a pas évolué depuis les bateaux en bois moulés à froid des années 1960. Ceux-ci ont été construits avec des colles de résorcinol qui ont été initialement développées au début des années 1940, mais nécessitaient une pression de serrage considérable pour créer une liaison fiable et ne pouvaient pas être utilisées comme revêtement pour protéger le bois.

La révolution de l'époxy, menée avec enthousiasme par les frères Meade, Joel et Jan Gougeon dans le Michigan au début des années 1970, a marqué un tournant pour la construction navale. "Ils ont demandé à des chimistes de reconfigurer l'époxy pour qu'il soit suffisamment liquide pour saturer le bois un peu comme un vernis", explique Stephen Jones.

Même si l'époxy ne pénètre pas profondément sous la surface du bois, il adhère si bien que, contrairement à la peinture et au vernis, il forme une véritable barrière qui maintient durablement l'eau hors du bois. En conséquence, ces bateaux ont le potentiel de durer aussi longtemps que n'importe quelle structure en fibre de verre.

Coque Lyman-Morse 46 terminée et tournée à l'extérieur du hangar à bateaux. Photo : Alison Langley/Lyman-Morse

Il y avait un autre avantage clé. "Il pourrait également être épaissi selon les besoins pour le collage et, surtout, le remplissage des espaces", ajoute Jones. Cela accélère considérablement le processus de construction. Ces navires sont généralement intrinsèquement plus rigides et plus légers que les yachts en fibre de verre de construction conventionnelle et c'était une méthode de construction préférée pour les yachts de performance avant que les composites à noyau ne deviennent fiables.

Le trimaran Adagio de 35 pieds de Meade Gougeon, lancé en 1970, a été le premier grand bateau en bois entièrement collé et scellé à l'époxy construit sans l'utilisation de fixations mécaniques (et navigue toujours sur les Grands Lacs plus de 40 ans plus tard). Trois ans plus tard, les frères ont construit le 41 pieds IOR Two Tonner Golden Dazy conçu par Ron Holland, avant une multitude d'autres conceptions, dont un trimaran de 60 pieds pour la course transatlantique en solitaire OSTAR de Phil Weld en 1980, avant que les organisateurs de la course n'imposent une limite de taille supérieure. Weld a ensuite fait construire le tri Moxie en bois / époxy de 50 pieds par Walter Greene, dans lequel il a remporté l'OSTAR.

Au fil des ans, les méthodes de construction précises ont varié, bien que tous les bateaux, à l'exception d'une poignée, soient construits avec plusieurs couches de bois, le grain s'étendant dans différentes directions pour créer une structure rigide. Certains ont une construction purement moulée à froid, avec des bateaux plus grands employant souvent quatre couches ou plus posées à environ 90° les unes par rapport aux autres. Cela crée une structure légère et rigide qui peut être protégée contre les chocs avec de l'époxy et du tissu de verre. Le Lyman-Morse 46, par exemple, est construit de quatre couches de sapin de Douglas et de cèdre rouge de l'Ouest collés sous vide.

Expertise artisanale au chantier Spirit dans le Suffolk. Photo: Spirit Yachts

D'autres commencent par une couche de planches étroites, appelées strip planking. C'était une méthode de construction bien avant l'utilisation de l'époxy, mais elle est devenue beaucoup plus populaire grâce au développement de la technique Speed ​​Strip par le marchand de bois de Sunderland Joseph Thompson & Co (maintenant renommé NYTimber) avec l'aide de Farrow and Chambers. Les planches ont un profil lâche à rainure et languette, ce qui leur permet de se conformer parfaitement à la forme de la coque et de laisser de la place pour la colle époxy épaissie.

Speed ​​Strip a également éliminé la nécessité de couper les écharpes là où les planches sont jointes et a réduit le nombre de fixations mécaniques nécessaires. Cela a réduit le temps de bordage d'un quart et le temps de nettoyage et de carénage de 70 %. Un avantage supplémentaire, dit Jones, est que "la prédominance des bandes/planches de bois à l'avant et à l'arrière augmente la rigidité globale de la coque - la capacité de la coque à résister aux charges du gréement".

À peu près à la même époque, Humphreys travaillait également sur des moyens de réduire les temps de construction. La coque de son bateau de sport H22, qui était disponible en kit à plat avec des composants découpés CNC, pouvait être assemblée à partir de zéro en quelques heures par une seule personne. Je connais des yachts de course au large de 40 pieds qui ont été bordés en une semaine.

Les bateaux à planches en bandes peuvent être construits sur des cadres stratifiés qui font partie de la structure finale et ne nécessitent pas de moule qui est ensuite jeté. Ces cadres sont étonnamment rapides et faciles à créer - chez Spirit Yachts, par exemple, ils sont assemblés sur des impressions pleine grandeur des plans du bateau posés sur un plancher en contreplaqué. Cela permet à chaque pièce de bois d'être pliée à la main dans la forme exacte et maintenue en place à l'aide de pointes enfoncées dans le sol. Ils sont ensuite serrés ensemble in situ pendant que l'époxy durcit.

L'intérieur du Lyman-Morse 46 montre sa construction en bois, avec de nombreuses surfaces peintes en blanc pour une sensation aérée. Photo : Alison Langley/Lyman-Morse

À l'origine, le cèdre était utilisé pour les planches Speed ​​Strip car il est léger mais très résistant à la pourriture, bien que d'autres espèces aux propriétés similaires, notamment le sapin de Douglas et l'épicéa de Sitka, conviennent également. En règle générale, deux couches extérieures plus minces de planches à double diagonale sont ajoutées à l'extérieur des planches en bandes.

Dans le cas de Zest, notre design Rob Humphreys de 36 pieds construit par Farrow and Chambers en 1992, cela forme une construction triaxiale de 20 mm d'épaisseur avec le grain du bois orienté dans trois directions différentes. Les yachts plus grands peuvent avoir quatre couches ou plus à l'extérieur du bordé et quelques bateaux ont une peau transversale supplémentaire pour aider à renforcer la zone autour de la quille.

Dans tous les cas, l'ensemble du lot est collé et scellé contre les infiltrations d'eau avec de l'époxy. Par conséquent, pas plus d'entretien que pour une coque en fibre de verre et elle ne succombera jamais à l'osmose.

Jim Taylor, concepteur du 44 pieds Equipoise et du 50 pieds Rascal, tous deux récemment construits par Brooklin Boat Yard dans le Maine, affirme qu'en Amérique du Nord, cette construction est susceptible d'être qualifiée de moulée à froid, le terme faisant référence aux couches extérieures plutôt qu'à la peau intérieure des planches en bandes.

Constructions en bois modernes créées à l'aide de la dernière CAO chez Spirit Yachts. Photo: Spirit Yachts

Equipoise a été construit avec une première couche de planches de mélèze à rainure et languette avant et arrière qui est collée à l'époxy sur la quille stratifiée, les planchers de quille, les cloisons étanches et les cadres annulaires. En dehors de cela, deux couches de paulonia diagonales de 3/16 po (5 mm) ont été ensachées sous vide à +/- 45 ° par rapport au bordage initial. Ensuite, une autre couche de mélèze à rainure et languette a été laminée sur le paulonia, toujours dans une orientation avant et arrière. À l'extérieur, il y a une couche protectrice d'époxy/verre. Le déplacement est d'un peu plus de six tonnes, malgré un rapport de ballast inhabituellement élevé de 44%, permettant une grande plate-forme sans les inconvénients d'un tirant d'eau excessif.

"Il y a beaucoup à aimer dans ce type de construction", dit Taylor. "L'approche est rentable et le résultat est extrêmement attrayant à plusieurs niveaux. Les bateaux sont légers, solides, résistants, silencieux et bien isolés thermiquement. Une peau intérieure au fini brillant peut être intégrée dans un intérieur particulièrement élégant, les matériaux de construction sont respectueux de l'environnement et il n'y a pas beaucoup de déchets. Ils ne sont pas aussi légers que les peaux en carbone sur un noyau léger, mais ils sont beaucoup plus vivables et pas aussi fragiles ou aussi chers."

Le revêtement extérieur en verre/époxy peut varier d'un tissu léger pour la protection contre les chocs à des stratifiés plus lourds qui ajoutent une résistance structurelle dans les zones à forte charge comme autour de la quille. Quelques bateaux ont du verre uniquement à l'extérieur, plutôt que des couches supplémentaires de bois, mais ces stratifiés plus lourds nécessitent plus de travail et de remplissage pour créer une surface équitable.

Raidissement carbone pour Elida. Photo: Emeric Jezequel

Bien sûr, si le revêtement extérieur est percé, il devra être réparé rapidement, mais une application rapide de mastic époxy suffit jusqu'à ce qu'une réparation soignée à long terme puisse être effectuée.

Les développements et les améliorations au fil du temps incluent l'ensachage sous vide des différentes couches de bois ensemble, ainsi que les couches protectrices externes de tissu de verre. Dans le haut de gamme, le renfort en carbone est de plus en plus utilisé de manière stratégique pour ajouter de la rigidité supplémentaire si nécessaire, sans pénalité de poids significative.

Les dessus vernis d'Elida sont superbes, tandis que ceux de l'Apriori conçu par Humphreys en 1987 et de l'Old Mother Gun de 1988 construit en 1988 ont toujours fière allure. La tentation est donc grande pour quiconque construit un yacht en bois d'opter pour des finitions similaires. Cependant, il est important de noter que dans ces cas, l'époxy a besoin d'un vernis plus traditionnel pour la protection contre les UV et cela peut nécessiter beaucoup d'entretien. D'autre part, les peintures polyuréthanes d'aujourd'hui peuvent durer jusqu'à une décennie dans des couleurs sombres et la peinture blanche originale de Meteor de 2006 a toujours l'air presque neuve.

L’Été is a new 40ft daysailer design by Thomas Tison.

En revanche, les travaux brillants vernis sur les côtés de pont et de rouf sont moins sujets à l'usure que les dessus. Jones dit que ceux-ci sont faciles à préparer pour le vernissage s'ils sont conçus avec des surfaces simples sans détails fastidieux. Le style plus propre des structures de terrasse classiques modernes réduit également la rétention d'eau, de sorte que les surfaces sèchent rapidement. "Il peut toujours avoir l'air de la pièce mais devient moins onéreux à garder", explique Jones.

Sous les ponts, il est facile de tomber dans le piège de montrer tellement de bois naturel que l'intérieur devient sombre ; un mélange stratégique de panneaux peints en blanc et de finitions en bois clair donne un résultat beaucoup plus lumineux. Le Spirit 72, par exemple, a des panneaux peints en satin et un système d'éclairage LED soigneusement conçu pour améliorer la chaleur du bois naturel.

Le Spirit 111 a un cockpit et un intérieur sculpturaux. Photo: Spirit Yachts

Des fenêtres de coque sont possibles et, même si le maintien d'un aspect extérieur classique est une priorité, il est possible de laisser entrer beaucoup de lumière depuis le pont. La fenêtre en éventail de la marque Spirit Yachts en est un excellent exemple.

Alternativement, les intérieurs peuvent être de style absolument contemporain, comme on le voit dans la gamme de croiseurs de performance en contreplaqué/époxy de 29 à 43 pieds de RM Yachts. Le contreplaqué offre également une excellente rigidité par rapport au poids et constitue un support idéal pour les formes de coque à bouchain d'aujourd'hui. Chez RM, toutes les pièces d'un bateau entier sont livrées sur palettes, prêtes à être assemblées immédiatement. Les coques sont construites sur des cadres de panneaux de particules substantiels installés sur des gabarits. L'assemblage d'une coque est donc un processus simple qui ne nécessite pas de moule complet.

Le bateau de course IRC en équipage réduit Ace 30 scow bow utilise également une construction en contreplaqué / époxy. C'est une approche qui, selon le constructeur, réduit considérablement l'empreinte carbone de la construction de chaque bateau.

Matt Newland de Swallow Yachts me dit que leur croiseur à moteur planant de style rétro Whisper 300 a démontré qu'à des tailles supérieures à 30 pieds, une construction époxy / bois peut concurrencer directement les heures de travail avec la construction de bateaux en fibre de verre conventionnelle. Le prochain modèle de la société, le Bay Cruiser 32, sera un week-end remorquable de 32 pieds de style traditionnel, mais très léger et rapide, fabriqué en contreplaqué de style clinker et en époxy.

D'autres projets à venir incluent une gamme de classiques modernes de 45 à 70 pieds de Stephen Jones et de l'illustrateur/designer Jonty Sherwill qui seront construits par Elephant Boatyard.

Ces bateaux seront également plus durables que leurs contemporains construits en fibre de verre conventionnelle ou en composites plus avancés. La quantité d'époxy utilisée pour la construction est faible et les résines biosourcées peuvent être utilisées sans avoir besoin d'un moule pleine grandeur. Le résultat est que l'empreinte carbone associée à la construction de l'Ace 30, par exemple, est de 1,9 tonne, mais serait plus de trois fois supérieure à celle d'un bateau de construction conventionnelle, avant même de tenir compte de la construction des moules.