La construction navale, traditionnellement perçue comme un art complexe réservé à des charpentiers de marine expérimentés, a connu une véritable démocratisation grâce à l'émergence de techniques innovantes. Parmi celles-ci, le "cousu-collé" se distingue comme une méthode qui a su rendre la construction de bateaux plus accessible aux amateurs. Il s'agit d'une approche qui, avec l'évolution des matériaux, a transformé la manière dont les embarcations peuvent être conçues et réalisées par des particuliers.
L'Émergence Historique du Cousu-Collé et sa Maturité avec l'Époxy
Le cousu-collé a été inventé au début des années 60 en Angleterre afin de simplifier la construction des bateaux. Le but était de rendre la construction de bateaux plus accessible aux amateurs. Les expériences originales avec cette nouvelle technique ont eu comme résultat un bateau appelé le "Mirror Dinghy". Cette méthode de construction a été clairement documentée pour la première fois au Royaume-Uni en 1962 avec le Dinghy Mirror, un plan de Jack Holt. Ce bateau était si réussi qu’il s’en construit toujours. Le Dinghy Mirror fut le gagnant d'un concours de plans de petits dériveurs bon marché organisé par le "Mirror", journal populaire d'outre-Manche.
Cependant, il y avait un seul problème avec le cousu-collé à cette époque. Le seul matériau disponible pour le joint de fibre de verre était la résine de polyester, ce qui vient naturellement à l’esprit lorsqu’on pense aux fibres de verre. La résine de polyester est loin d’être le matériau idéal pour la construction de bateaux, du fait de son pouvoir adhésif nettement moindre, de sa perméabilité et de sa fragilité relative. À l’origine, le polyester était tout ce qui était disponible pour la construction en cousu-collé.
L’arrivée des résines époxydes adaptées pour la construction de bateaux a marqué un tournant. Avec l’introduction de la résine époxy et du contreplaqué marine de haute qualité, les constructeurs de bateaux ont réalisé qu’ils pouvaient se dispenser d’une grande partie de la charpente traditionnellement utilisée en construction navale en bois. L’époxy résout tous les problèmes du polyester. Ainsi, les bateaux en cousu-collé sont arrivés à maturité, permettant une nouvelle ère pour la construction amateur.
Principes Fondamentaux et Avantages Incontestables du Cousu-Collé
Le terme cousu-collé est une traduction de l'anglais "stitch and glue", plus littéralement "suturé et collé". C'est le procédé dans lequel les éléments de la coque d'un bateau sont d'abord assemblés par des liens temporaires en fil de cuivre ou plastique (cousus), puis collés par des joints-congés constitués de résine époxy additionnée d'une charge (collés). Au lieu de fixer les panneaux de contreplaqué sur des membrures et des serres, les bords des panneaux eux-mêmes sont temporairement accrochés ensemble avec des bouts de fil métallique ou plastique, puis collés à l’époxy. Le terme cousu-collé (stitch and glue) vient des liens temporaires, comparés à des points de suture.
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Cette technique de construction permet aux amateurs de construire à rapidement et facilement un bateau avec de bons résultats dès la première fois. Avec l’arrivée de l’époxy, il est devenu possible pour un amateur de construire réellement un meilleur bateau que ceux qui sont produits dans le commerce. Les raisons sont évidentes. Le contre-plaqué, combiné avec l’époxy, est un des meilleurs matériaux à partir duquel construire un bateau. Il est très solide, raide, léger, présente un bon aspect et est complètement imperméable.
L'intérêt de cette méthode est qu'elle permet de se dispenser d'un mannequin de construction et de l'essentiel de la structure longitudinale, bien que l'on utilise des éléments transversaux, en général des cloisons, dans le montage de la coque. La "peau" de la coque est rendue auto-portante par son épaisseur (souvent renforcée par une stratification complète de la coque avec du tissu de verre) et l'effet structurant des joints-congés. Au fur et à mesure que la méthode s’est développée, les constructeurs supprimèrent de plus en plus de structure interne, jusqu’à ce que les coques devinrent des structures « autoportantes » ; c’est-à-dire que les contraintes furent transférées de la charpente vers l’extérieur, à la « peau » de la coque. Ceci permit de réaliser des coques plus légères et beaucoup plus simples. En l'absence de charpente interne, le mannequin est la structure sur laquelle le constructeur « monte » sa coque, et qui assure que celle-ci aura la forme dessinée au départ. Avec le cousu-collé, en concevant avec soin les panneaux ou bordés, on peut se limiter à quelques cloisons, le mannequin n’est plus nécessaire. Les bateaux en cousu-collé n’ont pas besoin d’être construits sur une armature, et n’ont pas besoin de renforts interne extensifs.
Mieux encore, en raison des propriétés de remplissage de l’époxy, la construction en cousu-collé est la méthode de construction de bateaux qui pardonne le mieux les erreurs. Les kits proposés sur le marché proposent toutes les pièces qui commandent la forme du bateau exactement prédécoupées et il n’y a aucun besoin de lofting ou d’ajustage. Il n’est d’ailleurs pas nécessaire que les pièces s’adaptent parfaitement pour faire un bateau parfait. Les coques construites en "cousu-collé" sont ainsi plus simples et beaucoup plus légères à solidité comparable. Elles sont aussi nettement plus durables et faciles à entretenir que des coques de construction classique en bois car il y a moins de "recoins" et parce que le bois est protégé par la résine époxy et par la stratification en fibre de verre. Un examen du poids indiqué avec les autres caractéristiques de chaque bateau sur notre site permet de constater qu'il est toujours largement inférieur à celui d'un bateau comparable, qu'il soit construit en "bois classique", en contreplaqué sur charpente ou en "plastique".
La construction en "cousu-collé" a réellement pris son essor avec l'arrivée de l'informatique, à deux niveaux : d'abord dans la conception des coques et ensuite dans la découpe du contreplaqué. Le développement de programmes spécifiques d'architecture navale couplés à des programmes "généralistes" de CAO (Conception Assistée par Ordinateur) a permis de produire des plans très précis de coques à bouchains, et notamment de tracer précisément les surfaces développées des panneaux de ces coques. Un constructeur ayant choisi de passer par la découpe numérique des bordés de la coque principale d'un Scarab 650 constate que cette opération lui fera gagner un temps considérable (traçage et découpe à la scie sauteuse de 27 pièces en CP marine de 6mm) en lui permettant de gagner en précision.
Une variante, la méthode Lapstitch, présente des avantages supplémentaires. La coque prend sa forme par le seul rapprochement des bordés au fond des feuillures des bordés contigus : aucune structure de construction de type mannequin n'est requise. Beaucoup moins de résine époxy est consommée dans les joints, et la coque est donc plus légère. Cerise sur le gâteau : le recouvrement des feuillures donne à la coque l'apparence d'une construction à clin traditionnelle. Bien sûr, le Lapstitch ne sera utilisable que sur les types de coque "compatibles" avec une construction à clin. On peut ainsi admirer l'élégance de l'eau caressant les clins d'une Yole de Chester.
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Préparation et Approvisionnement des Matériaux
Avant de se lancer dans la construction d'un trimaran, la phase de préparation des matériaux est cruciale. Après avoir trouvé un fournisseur de contreplaqué marine, la recherche d’un fournisseur de résine époxy est une étape essentielle. Lors de la recherche de résine époxy sur le WEB, on tombe inévitablement sur les résines « WestSystem », qui sont sûrement excellentes mais qui peuvent être considérées comme trop chères. L'usage de l'époxy est familier pour les travaux de menuiserie marine, ce qui peut rassurer certains constructeurs.
Pour le dosage résine-durcisseur, l'utilisation de seringues de 10ml, achetées en pharmacie, est une astuce partagée par des amateurs. Des doses de 15, 30 (parfois 60) ml de résine sont ainsi préparées. Pour les dosages faciles à petites doses, une simple paire de pompes doseuses achetées chez Sicomin et adaptable sur les kits de 3 à 12 kg (voire 6 kg) est une solution efficace. La dose maxi, par défaut, est de 30 ml ; il suffit de mettre une cale (plusieurs fournies) qui réduit la course de 2/3 par exemple, pour le durcisseur, et l'on obtient (une seule pression pour chaque produit) le dosage voulu de 3+1. Ainsi, 40 ml sont prêts à l'emploi en 2 secondes et demi sans en renverser une goutte et rien n'est à nettoyer ni même à jeter.
Les Étapes Clés de la Construction d'un Trimaran
La construction d'une embarcation en cousu-collé, qu'il s'agisse d'un kayak ou d'un trimaran, suit un processus bien défini, ponctué de défis et de satisfactions.
Assemblage des Éléments et Formation de la Coque
Construire un kayak Léo avec la technique du cousu-collé suit un processus bien défini. Les panneaux de contreplaqué sont d'abord découpés selon des plans détaillés, puis cousus ensemble à l'aide de fil de cuivre pour former la structure de base. Une fois les coutures en place, les joints sont réalisés avec de la résine époxy, rendant l'ensemble étanche et résistant. Un constructeur raconte avoir réalisé les couples (cadres) après assemblage des panneaux, avec pour objectif de limiter les contraintes en s'approchant de la forme naturelle de l'assemblage, sans utilisation de conformateurs. Il ne peut donc pas fournir de cotes pour ces couples. Un inconvénient de cette méthode est qu'on ne voit pas bien quand le tissu n'adhère pas au contreplaqué, sans problème avec la transparence de la résine, ce qui peut entraîner des raccords sur une petite zone. Pour les serres bauquières, seule une bande d'1cm de contreplaqué de 3mm d'épaisseur collée à l'époxy a été utilisée, son objectif étant réduit à l'augmentation de la surface de collage du pont.
Les cloisons étant découpées en numérique, il faut tout d’abord les ajuster en place avant de les imprégner de résine époxy, puis de les mettre en place. Pour un flotteur, il est important de bien le caler de niveau car les cloisons doivent être bien verticales et au bon endroit. Une première opération consiste à stratifier une bande de renfort transversale faite de 3 couches de tissus triaxial 750gr à l’intérieur de la coque à l’emplacement des poutres avant et arrière. Il est bon de savoir que 3 couches de 750gr représentent 3 mm d’épaisseur une fois stratifiées.
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Le flotteur tribord d'un trimaran est presque terminé, ne restant que la fabrication et la fixation de la poutrelle longitudinale de liaison entre les bras du flotteur. Sur les plans de l’architecte, c’est une poutre en contreplaqué stratifié de 9mm de 150mmx100mm. Le flotteur tribord et deux bras de liaison étant terminés, l'étape suivante consiste à procéder à leur assemblage. La réalisation des bras de liaisons entre la coque et les flotteurs est souvent la tâche la plus compliquée. Pour la première fois, un moule sera utilisé pour réaliser non pas une mais quatre pièces identiques, moule qu'il faudra fabriquer. Un chantier en parallèle de la réalisation du premier flotteur est la fabrication du cockpit, avec quelques modifications par rapport au plan original. Les coffres de la cabine sont aussi un aspect du chantier. Il y aura de l’eau à bord, environ 35 litres dans un réservoir d’eau intégré à la coque sous le plancher du cockpit. Une petite pompe électrique permettra de distribuer l’eau sous pression.
Après le retournement de la coque, en parallèle avec la stratification intérieure, un deuxième chantier est lancé : la réalisation des poutres avant et arrière. Le retournement de la coque centrale d'un petit trimaran est un "grand jour" car enfin le projet commence à ressembler à un bateau et non pas au toit d’une cabane.
Stratification et Rigidification
La stratification est une phase cruciale pour la solidité et l'étanchéité du bateau. Une fois que la coque centrale ressemble à un vrai bateau, la stratification de l’intérieur de la coque est entreprise, ce qui ne fut pas une mince affaire. À priori, cela ressemble beaucoup à la stratification extérieure, sauf pour l’accessibilité. Le roof, partie du bateau qui contient le plus de modifications par rapport au plan de l’architecte, a été terminé puis retiré de dessus la coque afin d’effectuer la stratification de sa partie intérieure à plat. Cette opération a été menée durant l’hiver en parallèle avec la pose des planchers et des dessus de coffres. Pour un bateau à moteur, il peut y avoir des efforts importants, des vibrations et des chocs. Pour être suffisamment résistant, une construction complète en bois-époxy est indispensable. Ceci, ajouté à un renforcement général de la construction, peut sérieusement augmenter le poids du bateau, qui peut atteindre environ 19 à 20 kg. Hormis l’épaisseur, la construction est similaire à celle exposée dans la page sur la souris, mais le recouvrement des angles intérieurs par du tissu de verre est obligatoire.
Le choix du contreplaqué est également déterminant. Certains constructeurs choisissent du 3mm en raison du gain de poids, même s'il peut s’avérer nécessaire de mettre une couche de tissus à l’intérieur pour renforcer ou rigidifier l’ensemble ou certains endroits. Un kayak Iggy en CTBX 3mm avec du sergé de 160g à l'extérieur seulement pèse 17kg tout équipé, privilégiant ainsi le poids et considérant que la solidité est comparable à celle d'un kayak en fibre. Il est envisagé qu'ainsi la fiabilité et la rigidité devraient être identiques, mais avec un gain de poids. La coque et le pont sont fabriqués séparément avant d'être assemblés à l'aide de tasseaux de liaison, ce qui assure une jonction solide entre les deux parties.
Éléments Spécifiques et Adaptations
La fabrication des dérives présente une principale difficulté : la réalisation du profil NACA. Au rabot ou à la défonceuse, c’est très long et très fastidieux. L'hiver, avec des températures basses, peut limiter la capacité à faire de la stratification époxy et le chantier peut tourner au ralenti. Cependant, la chance d’habiter une région qui réserve des journées particulièrement douces peut être mise à profit pour ces travaux. Les semaines d'hiver peuvent être consacrées à la fabrication des pièces en aluminium et en inox.
Concernant les équipements, il peut être nécessaire de prévoir des pontets dans les cloisons du cockpit, ou dirigés vers l'intérieur des futurs coffres avant et arrière pour éviter que le contenu ne se balade de trop. Pour le rangement d'un kayak au plafond, un port vélo à 20 euros de chez Lidl peut être une solution astucieuse : il y a 2 modules identiques et un bout qui permet de les mettre à plus de 5m de distance.
Un bateau motorisé implique des considérations de sécurité spécifiques. Avec un bateau motorisé, un gilet de sauvetage de kayak (flottabilité de 5kg) n’est pas suffisant ; il faut prendre un de ces gros gilets de 10 kg de flottabilité. De plus, avec un moteur hors-bord, le bateau ne flottera plus en cas d'incident, soulignant l'importance d'une flottabilité adéquate par d'autres moyens.
Finitions : Du Ponçage à la Peinture et au Vernis
Après des vacances bien méritées, un des travaux les plus désagréables et les moins gratifiants est le ponçage de la coque centrale avant la mise en peinture. C’est long, fastidieux et très poussiéreux. Trois heures de ponçage peuvent avoir raison du dos. Malgré la fatigue, la poussière doit être aspirée, la coque nettoyée avec un chiffon humide, et la fibre mise en place avant l'imprégnation.
Le travail de finition implique de longues et fastidieuses séances de ponçage alternant avec quelques coups de pinceaux rapides mais soignés. Il est difficile de faire apparaître une différence notable entre la deuxième et troisième couche de vernis. Une fois l'imprégnation légère à l'époxy réalisée, elle est suivie d'une deuxième couche quatre heures plus tard. Ensuite, le collage de la membrure centrale est suivi de re-ponçage, re-couche, re-ponçage, re-couche… jusqu'à saturation, puis la même chose de l'autre côté.
L'aspect bois peut être très plaisant. Cependant, si les bordés et la sole ne sont pas enduits à l'époxy diluée avant de les assembler, ceux-ci peuvent être légèrement tachés tout le long de la ligne de collage. Le même phénomène se retrouve autour des trous d'assemblages. Il est alors impossible de revenir en arrière : quelles que soient les couches d'époxy claire et de vernis, ces taches transparaîtront toujours. De plus, la vision des joints puzzle sur chaque bordée n'est pas toujours esthétique, et la méthode scarf proposée sur des versions antérieures peut être préférée. Les coutures ne doivent pas marquer. Si l'on ne peint pas, il faut un vernis efficace (et bien l'entretenir) de protection de l'époxy car il se tâche avec l'eau et marque avec les UV. La seule solution pour éviter les taches serait d'imprégner à l'époxy diluée avant de commencer la construction.
Pour les finitions, après 3 à 4 couches d'époxy, le projet est de peindre avec 2 à 3 couches. L'intérieur, supports de bancs compris, peut être de couleur jaune pâle, tandis que l'extérieur peut être vert profond. Les bancs peuvent rester nature avec une incrustation de tissus imprimé rouge, ils seront donc vernis. Les peintures et vernis bi-composant polyuréthane sont souvent utilisés en quantité suffisante pour le projet.
Conseils Pratiques et Précautions de Sécurité Essentielles
La construction amateur est une source de grande satisfaction, un réel défi. Comme le disent certains, commencer c'est bien, terminer c'est mieux. Un constructeur a mis environ 170 heures, son travail s'étant étalé sur 6 mois, avec peu de temps disponible en raison de jeunes enfants. Le truc sympa, c'est qu'à part les 3 stratifications (deux pour la coque et une pour le pont), toutes les tâches sont fractionnables en quarts d'heures.
Le choix du plan est crucial. Des logiciels comme Delftship, bien que pas indispensables, permettent de voir le bateau en 3D à partir des plans (et de le faire tourner dans l'espace) et de sortir les tableaux de cotes avec vue des panneaux. Le seul fichier de cotes peut être suffisant, mais l'imagination du rendu final peut être difficile sans visualisation 3D. Certains ont exploré des sites spécialisés et leurs différents plans. Pour un kayak, une maquette en carton à échelle 1/5 peut être réalisée. Des ajustements comme des cadres relevés de 1 ou 2 cm à l'arrière, ou plus hauts de 2 à 3 cm à l'avant, peuvent être nécessaires.
Concernant la sécurité, l'époxy n'a pas d'odeur (comme le polyester) ni d'effet immédiat : c'est cependant un produit avec lequel il faut prendre des précautions draconiennes ! Pour un particulier, il est impératif de travailler en extérieur avec une bonne brise. En intérieur, il faut une extraction basse et porter un masque à cartouche filtrante adaptée à ce produit potentiellement cancérigène. En milieu professionnel, la surveillance est obligatoire (prise de sang deux fois par an) pendant plusieurs années après l'arrêt de cette exposition. Si se protéger n'était pas de mise à une époque, c'est maintenant révolu. La dermatose, notamment des yeux, peut être une réponse allergique aux bisphénols utilisés comme durcisseur. Le local doit être systématiquement aéré et un masque à cartouche filtrante adaptée doit être utilisé. Malgré les avancées dans la connaissance des produits, certains artisans du passé n'ont jamais été affectés (du moins en apparence) par des produits volatiles (type acétone, trichlo, méthyl) là où d'autres souffraient de maux de tête à répétition. Ces temps sont révolus et toutes les précautions nécessaires sont à prendre. Il est utile d'en parler pour sensibiliser tous les constructeurs.