La navigation sous voiles, particulièrement aux allures portantes, présente des défis uniques, notamment la gestion de la bôme lors des empannages. Qu'ils soient volontaires ou accidentels, ces mouvements peuvent générer des forces considérables, potentiellement dangereuses pour l'équipage et le matériel. Pour contrôler ce phénomène, de nombreux marins se tournent vers le frein de bôme, un dispositif ingénieux dont le rôle est d'amortir et de ralentir le passage de la bôme d'un bord à l'autre. Contrairement à une idée reçue, un frein de bôme n'est pas une retenue de bôme ; cette distinction est cruciale pour comprendre son fonctionnement et ses implications. Le frein ne s’oppose pas au passage, il le contrôle de sorte que cela se fasse en douceur. Ce guide détaillé explore les principes, les types, l'installation, les réglages et, surtout, les précautions essentielles à prendre pour confectionner et utiliser un frein de bôme en toute sécurité sur votre voilier.
Principes Fondamentaux du Freinage Contrôlé de la Bôme
Le frein de bôme est un système conçu spécifiquement pour réguler le mouvement de la bôme, principalement en situation d'empannage, qu'il soit voulu ou non. Son objectif premier est de contrôler le passage de la bôme, afin de le rendre progressif et maîtrisé, réduisant ainsi les chocs et les efforts brusques sur le gréement et la coque.
Le Rôle Essentiel du Freinage Progressif
Le fonctionnement d'un frein de bôme repose sur le principe de la friction. Le cordage qui traverse le dispositif est soumis à une résistance contrôlée, ce qui ralentit la bôme sans la bloquer intégralement. Lorsque la grand-voile empannage, la bôme est freinée progressivement, permettant une transition douce d'un bord à l'autre. Cette action est vitale pour la sécurité à bord, car elle minimise les risques de blessures pour l'équipage, souvent exposé à des mouvements imprévisibles et violents de la bôme lors d'un empannage incontrôlé. Elle permet également de préserver l'intégrité du matériel, en évitant les à-coups violents qui peuvent fatiguer le métal et d'autres composants du gréement. En effet, un début d'explication de Walder souligne qu'on peut avoir "un peu de mou puis à-coup très sournois, qui fatiguent le métal". Le freinage maîtrisé vise précisément à éviter ces phénomènes.
Distinction Cruciale entre Frein de Bôme et Retenue de Bôme
Il est impératif de bien distinguer un frein de bôme d'une retenue de bôme, car leurs fonctions et leurs conséquences en cas d'erreur sont radicalement différentes. La retenue de bôme, par définition, est un dispositif qui bride la bôme et l’empêche de passer d'un bord à l'autre. Elle est généralement utilisée pour maintenir la bôme d'un côté précis, empêchant tout mouvement, même en cas de changement de vent ou d'une houle importante. Si la bôme touche l'eau ou que le bateau empannage avec une retenue fermement installée, le risque est grand que la bôme casse au niveau de la retenue. En revanche, le frein de bôme ne s’oppose pas à ce passage ; il le contrôle pour qu'il s'effectue en douceur. Si le frein est trop serré, il agit comme une retenue de bôme, annulant ainsi son rôle amortisseur et introduisant des risques structurels. L'objectif d'un frein est d'accompagner la bôme dans son mouvement, non de la bloquer. Il ne faut surtout pas que le frein fasse butée d'un empannage ; il doit juste accompagner la bôme.
Il est également important de noter que le frein de bôme ne remplace pas le hale-bas de bôme. Ils peuvent être fixés à la même cadène sur la bôme, mais ils ne sont pas utilisés en même temps. Au près et au travers, le frein sera complètement libre, et c'est le hale-bas qui sera actif. Aux allures débridées, c’est le hale-bas qui sera relâché, permettant alors au frein de bôme de jouer son rôle.
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Systèmes de Frein de Bôme : Des Solutions Commerciales aux Réalisations Artisanales
Le marché propose des systèmes de frein de bôme éprouvés, mais il est également possible d'en confectionner un soi-même. L'essentiel est de comprendre les mécanismes de friction et les contraintes qui en découlent.
Le Système Walder : Fonctionnement et Installation Typique
Le système Walder, dont l’origine remonte à plus de trente ans, est l'un des freins de bôme les plus connus et appréciés. Il ne fait appel à aucun système mobile, à l'exception du cordage lui-même. Il est constitué d’un tambour rainuré placé sous la bôme sur lequel est enroulé le cordage de retenue. Le freinage est réalisé par la friction du cordage sur le tambour. Ce tambour de friction offre deux possibilités pour l’enroulement du cordage : deux ou trois tours. Le bout ne doit faire que 2 tours autour de la poulie centrale pour assurer un glissement optimal. La poulie centrale a une gorge spiralée permettant de faire faire 3 tours au bout, mais l'utilisation de trois tours est un cas rarissime. Pour permettre un passage progressif de la bôme avec un freinage suffisant, pour un bateau de 10 m, deux tours sont généralement suffisants.
L'installation typique d'un frein de bôme de type Walder implique un montage spécifique. Le bout est fixé sur le pont au niveau des haubans ou galhaubans (par exemple, à tribord). Il passe ensuite dans une poulie frein fixée sous la bôme. De là, il revient au niveau du pont dans une poulie placée de façon symétrique au niveau des haubans ou galhaubans (bâbord) et file ensuite au piano du cockpit. Une disposition correcte est essentielle : lorsque la bôme est en position vent arrière, la poulie de frein doit rester entre les deux points d’attache sur le pont.
Pour une installation conforme, il faut d'abord fixer le tambour sous la bôme à l’aide d’une manille, en veillant à ce qu’il soit libre de tous mouvements. Ensuite, l’une des extrémités du cordage est fixée sur une cadène ou sur le rail de fargue, en prenant la précaution de bien respecter le même plan entre le tambour et la fixation. Le dernier point consiste à passer le cordage dans un premier bras du guide, à faire deux ou trois tours sur le tambour et à ramener le cordage sur un winch en le passant dans une poulie frappée sur l’autre cadène (symétrique) ou sur le rail de fargue.
Autres Dispositifs Commerciaux et Systèmes Artisanaux
Au-delà des systèmes commerciaux, il existe des alternatives. Certains marins optent pour des solutions plus simples et plus économiques.
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La Retenue de Bôme Traditionnelle
Avant l'avènement des freins de bôme sophistiqués, la pratique courante consistait à utiliser une retenue de bôme. Un bout est frappé sur la bôme, en général dans un œillet proche de la prise de l'écoute, ou tout à l'arrière de la bôme (cette dernière position étant plus efficace), il revient via une poulie frapper sur le rail de fargues au taquet d'amarre arrière. Cependant, comme mentionné précédemment, cette méthode présente des risques importants si la retenue est frappée au milieu de la bôme et si celle-ci touche l'eau ou que le bateau empannage violemment, avec un grand risque de cassure. Il n'est pas question de frapper la retenue au milieu de la bôme, mais plutôt au niveau de la ferrure du hale-bas, qui est une zone renforcée. Bien sûr qu'il ne faut pas fragiliser un espar en son centre, suivant le même principe que lorsqu'on manchonne un espar ou un mât, il faut le faire sur sa partie haute ou basse, mais pas au milieu.
Certains navigateurs expérimentés, après un tour du monde à deux et un Atlantique en solo, confirment que deux retenues de bôme avec retour au cockpit constituent une solution idéale, notamment pour empanner en solo, et qu'elles sont bien supérieures au frein et plus économiques.
Le Frein de Bôme Artisanal "Via Ferrata"
Une solution astucieuse et économique consiste à adapter un absorbeur d'énergie de via ferrata. L’absorbeur d’énergie de via ferrata est une sorte de plaque d’aluminium percée de trous (attention, il s'agit de l'ancienne version en plaque, pas la version moderne en couture explosive, qui n'est pas adaptée et moins sécurisante pour cet usage). Pour un voilier de 30 pieds, il est préconisé de passer le cordage dans trois trous, mais des tests sont nécessaires en fonction des paramètres de chaque installation.
Le montage est le suivant : on passe le cordage dans les trous de l’absorbeur, on place l’absorbeur au milieu du cordage, et on l'attache sur un pontet de bôme à l’aide d’une manille textile, par exemple au point d'ancrage du hale-bas. Pour cela, on passe la manille dans le gros trou de la plaquette de friction prévu pour un mousqueton. Le fonctionnement est simple : il suffit de souquer le bout sous le vent et l’attacher sur le taquet arrière avant d’empanner. Lorsque la grand-voile empannage, le bout glisse dans l'absorbeur, et la friction du cordage dans les trous freine la bôme.
Ce système a été testé avec succès sur un 30 pieds pendant trois ans. Pour une surface de voile donnée, une vieille corde d’escalade de 10 mm de diamètre passée à travers trois trous de la plaquette a fonctionné. Plus on utilise de trous, plus le frein absorbera de l'énergie lors de l’empannage, mais si l'on en utilise trop, la grand-voile risque de ne pas passer du tout, ce qui n'est pas le but. Ce système a été testé en empannant jusqu’à 25 nœuds avec grand-voile pleine, 30 nœuds avec un ris, et 35 nœuds avec deux ris, sans jamais rien casser. C'est un exemple concret de réalisation artisanale efficace.
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Installation et Réglages Fines du Frein de Bôme
L'efficacité et la sécurité d'un frein de bôme dépendent autant de la qualité de son installation que de la finesse de son réglage. Un montage soigné et une adaptation constante aux conditions sont essentiels.
Choix des Éléments et du Cordage
Le choix du cordage est primordial pour le bon fonctionnement d'un frein de bôme à friction. Le cordage étant freiné par glissement sur un tambour fixe, l’efficacité est directement liée à la qualité du cordage et à son état. Le mieux adapté est un bout pré-étiré d'un diamètre de 10 à 12 mm, avec une gaine extérieure en polyester (type drisse). Ce type de cordage offre une bonne résistance à l'abrasion et un glissement régulier. L’état du cordage (chargé de sel, de sable, d’eau, etc.) influe directement sur la régularité de la retenue et du passage. Il est donc important de maintenir le cordage propre et en bon état pour garantir une performance optimale.
Un gros bout fixé sur le frein de bôme peut également être utilisé pour maintenir la bôme sur un côté ou l'autre en cas de grosse mer et/ou de peu de vent, agissant alors comme une retenue additionnelle pour des conditions spécifiques.
Positionnement Stratégique de l'Ancrage sur la Bôme et le Pont
Le point d'attache du frein de bôme sur la bôme est un élément critique. Les experts de Zspar expliquent que la retenue de bôme doit être prise à l'extrémité de la bôme, ou du moins, aussi loin que possible de l'axe de rotation du mât. Le bras de levier est très important au milieu de la bôme, et c'est une zone de faiblesse structurelle. Un ancrage trop en avant peut générer des efforts latéraux excessifs sur la bôme. Il est donc recommandé de réfléchir à le positionner le plus possible en arrière.
Sur le pont, les points d'attache du cordage (cadènes ou rails de fargue) doivent être symétriques et dans le même plan que le tambour du frein de bôme, afin d'assurer une répartition équilibrée des forces. Pour un Walder, l'installation implique de fixer une extrémité du bout sur le pont au niveau des haubans ou galhaubans (tribord, par exemple), de le faire passer dans le frein sous la bôme, puis de le ramener via une poulie symétrique au niveau des haubans ou galhaubans (bâbord) et de le faire filer au piano du cockpit.
L'Art du Réglage : Adaptation aux Conditions et l'Utilisation d'un Palan
Le réglage du frein de bôme est un processus dynamique qui demande de l'expérience et de l'adaptation. Le technicien a admis que la tension à appliquer dépendait de la force du vent, de la surface de voile et peut-être de la houle. Par conséquent, il n’est pas possible de faire une marque sur le bout pour indiquer le serrage optimal, vu que celui-ci n’est pas constant. Cela signifie que le marin doit constamment ajuster la tension en fonction des conditions météorologiques et de la mer.
Lors de la prise en main d'un nouveau système, il est conseillé de raidir le cordage au maximum. Ensuite, avec l’expérience, on peut légèrement relâcher le cordage pour permettre à la bôme de garder un certain débattement. Ce réglage fin est crucial. Si le frein est trop serré, il agit comme une retenue de bôme, ce qui, comme nous l'avons vu, peut être dangereux. S'il n'est pas assez serré, il ne remplira pas son rôle d'amortisseur.
Pour faciliter ce réglage délicat, l'utilisation d'un palan peut être une excellente solution. Un frein de bôme installé avec un palan réglable permet à tout moment d'agir en douceur sur ce dernier, sans tout "lâcher" d'un coup, comme lorsqu'il est utilisé avec un taquet coinceur. Le palan offre un contrôle beaucoup plus précis de la tension du cordage, permettant des ajustements fins au fur et à mesure que la bôme empannage, sans à-coups ni blocages.
De nombreux utilisateurs sont absolument enchantés de leur Walder et de son côté sécurisant. Cependant, il faut prévoir une bonne période d'adaptation pour trouver le bout et les réglages qui conviennent. Un retour d'expérience sur un Malugui 3 et un Liberdade mentionne une installation avec un retour du bout le long de la filière à tribord et un taquet coinceur sur le plat-bord, ce qui facilite les ajustements. Un petit défaut au montage, où les points de tire sont un peu trop en avant, peut obliger à larguer un peu de mou pour empanner, soulignant l'importance du positionnement initial.
Précautions, Risques et Points de Vigilance Majeurs
Si le frein de bôme est un allié précieux pour la sécurité en mer, son utilisation n'est pas sans risques si elle n'est pas appréhendée avec une rigueur technique. Des incidents graves ont montré que des considérations structurelles importantes doivent être prises en compte.
Fragilité de la Bôme : Comprendre les Contraintes Structurelles
Une des préoccupations majeures concernant les freins de bôme est leur impact sur l'intégrité structurelle de la bôme elle-même. Les bômes sont conçues pour résister principalement à des efforts de flexion verticale (sous la charge de la voile) et de compression (flambage). Leurs profils sont étudiés par rapport à ces contraintes.
Cependant, un frein de bôme introduit une force nouvelle : une composante horizontale et perpendiculaire à la bôme, surtout si le point d'ancrage est situé au milieu de la bôme. Dans ce cas, la bôme travaille en flexion sur son axe horizontal, ce pour quoi son profil n'est pas nécessairement prévu. Cette flexion non horizontale, appuyée par les efforts de compression de la voile, peut tordre la bôme tranquillement jusqu'à la rupture, même en l'absence d'empannage non souhaité ou violent. C'est ce qu'a suggéré une étude de résistance des matériaux suite à un incident.
Un cas concret a été rapporté où la bôme d'un Océanis 45 a plié au niveau du pontet du frein, dans des conditions de vent faible et sans empannage violent, alors même que le frein n'était pas tendu la deuxième fois. Walder lui-même a suggéré qu'il s'agissait plutôt d'une "succession d'efforts vers le bas qui au bout de 15 jours de vent arrière fragilisent le bas de la bôme. Puis ce raidisseur étant perdu, elle se plie latéralement pour un faible effort."
La réponse du chantier Beneteau fut claire : "…nous vous confirmons que la bôme est suffisamment dimensionnée pour ce modèle………Nous ne pouvons que vous recommander de ne pas utiliser de frein de bôme sur votre Océanis 45". Cette prise de position met en lumière les limites de conception de certaines bômes face à des contraintes latérales induites par un frein. La conclusion pour ce modèle spécifique était que les bômes des Océanis 45 n'étaient pas prévues pour recevoir un frein de bôme.
Le cabinet Finot/Conq a confirmé cette analyse, soulignant qu'une bôme ne peut pas être assez résistante pour tenir tout type d’effort : "un effort latéral sur une poutre verticale et en plus un effort très avancé par rapport au point d'écoute." Selon eux, passer à une bôme plus "costaud" ne serait pas une bonne solution car cela ne ferait que reporter sur d'autres postes un effort trop important (sur le vit de mulet par exemple). Il faut plutôt diminuer l'effort induit. Il parait difficile de savoir quels efforts ont été induits par ce frein de bôme sur celle-ci.
Il est important de considérer que les points de traction de la voile ne sont pas uniquement sur un point. À l'extrémité, il peut y avoir un point de leash et un point de tire avec un bout, ce qui crée deux axes de forces différents avec deux points d'appuis distincts. Lors des prises de ris, deux points sont également utilisés à l'arrière, plus écartés, avec une répartition de forces différente. Les mouvements de rotation de la bôme avec le frein ne sont pas une vraie rotation planaire, car la bôme subit des contraintes liées à l'écoute et au hale-bas notamment. Avec le frein, il y a trois points de retenue qui jouent de façon différente, sans compter le hale-bas pousseur qui élève la bôme en avant, alors que la voile le fait aussi à l'arrière. Le moment critique se situe en fin de course, juste avant l'impact dans les haubans.
Pour une installation idéale, le point d'ancrage du frein devrait être équipé à l'intérieur de la bôme d'un renfort structurel dont le but est de répartir les forces, un profil en X par exemple, mais cela est quasi irréalisable. On risquerait d'arriver à l'effet inverse avec trop de rigidité qui structurellement pose problème lors des vibrations notamment, ce qu'on a continuellement avec le fasseyement même superficiel des voiles. L'autre possibilité serait que le point de perçage de la bôme pour poser le frein soit situé au point critique de faiblesse, et qu'il faudrait le décaler de 10 cm ou plus, et changer de technique de perçage et de type de rivets, ce qui semble une opération majeure.
Positionnement de la Fixation sur la Bôme : Risques de Cassure
La localisation de la fixation du frein sur la bôme est un facteur de risque majeur. Frapper une retenue au milieu de la bôme présente un risque élevé de cassure. Il est unanimement déconseillé de fragiliser un espar en son centre. Le principe est le même que pour le manchonnage d'un mât : il doit se faire sur les parties hautes ou basses, jamais au milieu.
C'est pourquoi il est impératif de faire un "fusible" au niveau de la fixation. Le cabinet Finot/Conq a suggéré d'installer un système de "clavette" pour protéger la bôme. Les extrémités du bout de frein de bôme seraient alors accrochées au bateau par un loup en bout qui casserait en cas d'effort excessif. On partirait d'un bout assez fragile (type polyester de diamètre 4 mm), on essaierait avec un tour, puis deux si ça casse trop souvent, puis trois. Ce concept de fusible vise à transférer la rupture vers un élément consommable plutôt que vers la structure permanente de la bôme.
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