Conception, fabrication et validation structurale des coques d'un catamaran de type Class-C

Résumé

Le monde de la voile est aujourd’hui révolutionné par l’introduction des hydrofoils sur tous les types de bateaux. Les hydrofoils permettent d’augmenter les performances des bateaux, mais modifient les cas de chargements et leur répartition sur l’embarcation. Les stratégies de navigation évoluent également et l’influence du poids des bateaux sur les résultats de régates est décuplée. Ce mémoire porte sur la conception, la fabrication et la validation structurale des coques d’un catamaran de type Class-C. L’objectif principal de conception est d’atteindre une masse de 40 kg par coque, tout en maximisant la rigidité de la plateforme. Dans un premier temps, les géométries des structures et les cas de chargements ont été définis. Puis des tests de fabrication couplés à des essais de flexion trois points ont permis de procéder au choix des matériaux et des méthodes de fabrication pour les coques. Un modèle par elements finis des éprouvettes a été validé en comparant les résultats des analyses linéaires statiques aux résultats des essais de flexion et à une solution analytique. Le stratifié des coques a ensuite été pré dimensionné en analysant un modèle FEM préliminaire, au cas de chargement statique de précontraintes du haubanage. Les zones de stratifié ont été définies à la suite de ces analyses. Puis un modèle FEM détaillé a été analysé suivant des critères de rupture, de flambage et de déformations, pour valider le stratifié des coques aux cas de chargement en navigation d’équilibre statique et d’enfournement. Les coques ont été fabriquées avec les stratifiés en carbone/époxy pré imprégnés issus du processus de dimensionnement, et en suivant les méthodes de fabrication du test préliminaire. Les assemblages ont été dimensionnés à partir des résultats des analyses du modèle FEM détaillé. Suite à la fabrication, les coques ont été instrumentées avec des jauges d’extensométrie pour valider la modélisation par éléments finis du cas de chargement des précontraintes. L’analyse des données a permis de valider la modélisation, avec des écarts relatifs inférieurs à 25%. Les coques fabriquées ont une masse de 43 kg, l’objectif de masse est donc respecté avec un écart relatif de 7,5%. Enfin les performances du bateau fini ont été observes qualitativement lors des premières navigations.

Date	24 sept. 2018
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Simon Joncas (Directeur(-trice))