La construction d'un kayak est un projet qui allie passion, ingéniosité et savoir-faire technique. L'attrait du kayak est évident : c'est un excellent moyen de sortir et de profiter de l'eau. Cependant, l'achat d'un kayak peut être un investissement coûteux, et la location d'un kayak peut s'avérer difficile ou peu pratique. Pour beaucoup, l'attrait des kayaks réside dans le fait qu'ils peuvent être facilement fabriqués à la maison, à l'aide de matériaux facilement disponibles et relativement peu coûteux. Il s'agit non seulement d'un projet créatif et satisfaisant, mais il permet également de personnaliser l'embarcation en fonction de spécifications précises. En outre, comme l'a noté un constructeur amateur, "comme vous l'avez construit vous-même, vous saurez beaucoup mieux comment l'entretenir et le réparer en cas de problème."
Après avoir construit un certain nombre de radeaux et fait du modélisme, nombreux sont ceux qui ressentent le désir d'une embarcation plus fonctionnelle. Devant le coût élevé de certains modèles commerciaux, comme le Raid II 500 de chez Nautiraid qui peut atteindre près de 15 000 Fr, l'option de construire son propre kayak devient très séduisante. Ce modèle, bien que très bien conçu pour le voyage et les grandes aventures avec son armature en bois démontable et sa "peau" en matériaux plastiques, reste inaccessible pour de nombreux budgets. La construction en fibre et résine offre une alternative intéressante, notamment parce que, contrairement au bois, elle demande un entretien nettement moins important et que les embarcations ainsi réalisées n'ont pas forcément besoin d'être démontables.
Le processus de fabrication de kayaks est un art qui requiert une bonne préparation pour créer une embarcation de haute qualité qui durera des années. Si vous êtes fournisseur ou fabricant de kayaks, vous vous demandez peut-être comment procéder pour les fabriquer. Nous aborderons les différentes étapes du processus, ainsi que les outils et les fournitures dont vous aurez besoin.
Conception et Planification : La Première Étape Cruciale
Avant de se lancer dans la fabrication, il est important d'avoir une idée claire du type de kayak que l'on souhaite produire. Il existe de nombreux types de kayaks sur le marché, depuis les kayaks de loisir jusqu'aux kayaks de course ou aux kayaks plus spécialisés. Une fois le thème choisi, la recherche d'informations techniques précises devient essentielle. Cependant, on constate souvent qu'il n'y a pas beaucoup d'informations techniques sur les kayaks en fibre, un peu plus sur ceux en bois. Un certain secret semble planer sur cette technique, rendant difficile la trouvaille de plans exploitables ou de détails techniques précis, même si des sites d'artisans ou d'associations existent.
Pour pallier ce manque, l'utilisation de logiciels de conception est une excellente approche. Des outils comme RHINO, un logiciel permettant la création en 3D, ou le logiciel libre Qcad pour le tracé, peuvent s'avérer très utiles. Une version de démonstration de RHINO permet, par exemple, de sauvegarder et d'exporter en DXF 30 fois, ce qui est suffisant pour de nombreux projets. Il faut aussi noter l'existence d'un logiciel libre de design de kayaks qui permet de dessiner toutes sortes de kayaks, de créer facilement autant de couples que l'on souhaite. Ces outils permettent de "sortir les couples grandeur nature" avec un peu d'astuce.
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La phase de conception inclut également l'estimation des caractéristiques de l'embarcation. La masse de l'engin fini peut être estimée aux alentours de 35 kg, ce qui est en conformité avec les masses relevées pour ce type de construction. La charge maximale peut, elle, être évaluée à environ 300-350 kg, comme pour des modèles commerciaux équivalents. La forme des couples, qui peut paraître bizarre au premier abord, est souvent inspirée de systèmes éprouvés, tels que la reproduction en fibre des Stabilair, le système gonflable de chez Nautiraid. On pense que cela peut améliorer la stabilité de manière importante.
Rendons également "hommage" à des pionniers comme Ray Jardin et son site web, qui détaillent la réalisation de kayaks en matériaux modernes tel que fibre de carbone et Airex. Bien que cette technique ne soit pas loin d'être idéale, elle est relativement coûteuse. Néanmoins, ces ressources sont précieuses pour les constructeurs amateurs.
Choix des Matériaux : Fibre, Résine et Stratégie de Stratification
Le choix des matériaux est un aspect fondamental de la construction d'un kayak en résine. Différents matériaux peuvent être utilisés pour fabriquer un kayak. La coque et le pont sont généralement fabriqués à partir de matériaux rotomoulés comme le polyéthylène ou des composites tels que la fibre de verre ou la fibre de carbone. Pour une construction amateur en résine, 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. Mais l'objectif ici est le kayak en résine et fibre.
La Résine : Époxy contre Polyester
Le choix de la résine est crucial. Si l'on souhaite utiliser du carbone pour le gain de poids et la rigidité, il est impératif de travailler en époxy. La résine époxy, bien que son coût soit élevé, est nettement plus mécanique et, bien qu'étant plus allergène, elle ne sent rien (ou presque) en comparaison de la résine polyester. Le système SD 8500 (Sicomin) avec durcisseur lent est un exemple de choix judicieux. À l'origine, le polyester était le seul matériau disponible pour le joint de fibre de verre dans la construction "cousu-collé". La résine de polyester est loin d'être le matériau idéal pour la construction de bateaux. L'arrivée des résines époxydes adaptées pour la construction de bateaux a permis aux bateaux en "cousu-collé" d'arriver à maturité, résolvant tous les problèmes du polyester.
Pour le calcul de la quantité de résine, il suffit de prendre le poids total de carbone au m2 et d'ajouter le même poids de résine époxy pour avoir une estimation de la masse du composite. Si l'on lit sur un paquet de sergé de 390 gr/m² qu'il faut utiliser 600 gr de résine polyester par m², cela donne une idée du rapport résine/fibre. Il est crucial de veiller à mettre assez de résine pour ne pas faire un stratifié trop poreux. D'un autre côté, il ne sert à rien de surdoser car l'excès coule, et, de toute façon, trop de résine rend le composite plus cassant. Tout est, à mon avis, plus une histoire de feeling que de science exacte.
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Les Fibres : Verre, Carbone, Kevlar
Le tissu de verre est souvent choisi en raison de son faible coût, par rapport à d'autres matières telles que le carbone et le Kevlar. Pour les fournisseurs comme Sicomin, les prix sont assez compétitifs et le choix est important. Pour la couche extérieure, du tissu tissé, de relativement faible grammage, est généralement imposé. Pour les autres couches, du mat de verre pourrait convenir en théorie. Cependant, face aux rapports quantité/prix, le "roving cousu" en 566 gr/m² est une alternative économique. Les faisceaux de fibres sont disposés perpendiculairement sur deux couches et réunis par du fil. Bien que le grammage soit important, ce type de tissu est souvent le meilleur marché, permettant de faire l'équivalent de 2,5 kayaks avec le même coût qu'un seul en sergé de 300 gr/m².
Pour déterminer le nombre de couches, une estimation peut être faite. Par exemple, si un kayak en fibre similaire pèse 35 kg (contre 32 kg pour le Raid II 500 original), en retirant 5 kg pour les accessoires, on arrive à 30 kg. En divisant cette masse par la surface du kayak (par exemple, 6.78 m²), on obtient 4.42 kg/m². Si l'on estime un composite à 990 gr par m² (comme calculé précédemment avec 390 gr/m² de sergé et 600 gr/m² de résine), on aurait besoin de 4.42 / 0.990 = 4.46 couches de 300 gr. Avec du "roving cousu" de 566 gr, cela équivaudrait à 4.5 / 1.88 ≈ 2.4 couches. Il est prudent d'arrondir à 3 pour avoir de la marge.
La Méthode du Moule : Perdu ou Permanent
Deux approches principales existent pour la fabrication du moule : le moule perdu et le moule permanent. Initialement, la méthode du moule perdu, qui consiste à recouvrir une forme en polystyrène de fibre puis à éliminer la forme, est une option intéressante. La forme est ensuite affinée avec un rabot électrique et une ponceuse à bande. Le principal désagrément de cette méthode est la production d'une quantité non négligeable de "bouloches" de polystyrène. Pour cela, il est conseillé d'isoler la zone de travail avec des bâches en plastique fin, une pelle et un aspirateur étant les bienvenus. On recouvre l'ensemble de "plastique pour emballer les fleurs" de manière à empêcher la résine de pénétrer dans le polystyrène. Celui-ci, du fait qu'il est très lisse, n'adhère pas à la résine. Pour le fixer, on utilise du "gros scotch marron".
Alternativement, on peut faire un master, puis un moule en deux parties si l'on travaille sur moule permanent. Le master est conservé, et des "couches supérieures" et "couches inférieures" sont stratifiées séparément, puis collées ensemble, d'abord avec quelques points de "colle de pistolet", puis avec un peu de résine chargée. Il faut faire attention car les "peaux" sont souples, mais on s'en sort bien avec un minimum de calage. La stratification se poursuit ensuite en alternant dessus et dessous pour pouvoir superposer les tissus au point de "jonction" et ainsi garantir une bonne solidité.
Le Procédé de Stratification : De la Fibre à la Coque Rigide
Une fois les matériaux choisis et la méthode du moule définie, le processus de stratification commence. Il est primordial d'optimiser l'espace de travail pour faire le maximum de collages en même temps.
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Préparation et Application de la Résine
Pour appliquer la résine, un pinceau peut être utilisé, bien qu'un petit rouleau soit peut-être plus adapté mais plus cher, car pas évident à nettoyer. Un pinceau fonctionne bien et la manœuvre est complétée par un généreux ébullage au rouleau à ébuller. Cet outil, qui existe dans le commerce, peut aussi être fabriqué soi-même avec un morceau de cap de 4 mm, des rondelles et des bagues d'arrêt de roue ou des dominos. La résine est versée puis étalée avec une spatule large le plus rapidement possible, en commençant par le haut et en allant vers les bords. Sympa de voir les veines du bois apparaître, mais attention aux doigts.
Pour avoir un intérieur lisse, il ne faut pas oublier de mettre une petite couche de résine (dite "de surface") et attendre qu'elle devienne nettement poisseuse avant de poser le tissu.
L'Assemblage et le Stratifié
Après avoir construit un master, puis un moule, la coque est mise sur tréteaux dans un espace bien ventilé. Pour la stratification, trois couches de résine sont souvent appliquées, le fond étant renforcé par une large bande supplémentaire.
Dans le cas de la construction "cousu-collé" en contreplaqué, les panneaux de CTP sont assemblés. L'utilisation d'une roulette à pointes permet de reporter les contours. Les fils de cuivre sont souvent conseillés pour ligaturer les panneaux, mais du fil de fer fin peut être utilisé tous les 10 cm sur la longueur. Les tréteaux sont modifiés pour accueillir le futur kayak.
Les joints de collage sont réalisés avec de l'époxy chargée de fibre de cellulose pour rendre la résine plus épaisse et résistante. Il n'est pas nécessaire d'en mettre trop. Un joint plus large, en résine époxy chargée de micro billes de silice, est ensuite appliqué pour arrondir la jonction entre deux surfaces et permettre la future stratification tout en étant le plus léger possible. Ce joint peut aussi être teinté.
Le livret préconise généralement trois couches de tissu sur la coque : une grande pièce jusqu'à la jonction pont-coque, une autre plus petite jusqu'au premier angle, puis une bande étroite au centre. Et sur la proue. Les parties avant et arrière ne sont pas entièrement stratifiées, seulement les joints avec une bande de 5 cm de tissu.
Séchage et Post-Cuisson
Le poêle de l'atelier permet d'avoir une température favorable à la réticulation de la résine. Après durcissement (environ 24h), le fabricant de la résine conseille une post-cuisson de 40 à 60°C, de quelques heures à 24h. La post-cuisson permet d'améliorer les caractéristiques mécaniques de la résine par une action sur les différentes molécules qui la composent. Cependant, pour des amateurs, la mise en pratique est difficile car elle nécessite une étuve dans laquelle le kayak peut rentrer. Des solutions alternatives comme l'utilisation d'une caisse en bois chauffée avec de petits radiateurs céramiques (comme Ray Jardin) existent. Sans étuvage, la résistance à la traction et à la flexion sera moins bonne, mais cela peut être suffisant pour un kayak de loisir.
Rigidification et Finition : Les Détails qui Comptent
Après la stratification, une étape cruciale est l'évaluation et l'amélioration de la rigidité de la coque. La masse du stratifié terminé peut être d'environ 27 kg, ce qui est dans une fourchette attendue.
Gestion de la Rigidité
Il peut arriver que la coque ne soit pas aussi rigide que souhaité, le fond pouvant se déformer légèrement ou les flancs manquer de rigidité. Ces observations s'expliquent par la forme de la carène : les parties présentant des arêtes ou des courbures prononcées sont rigides, tandis que les parties relativement plates sont, pour une même constitution, beaucoup moins rigides.
Plusieurs solutions se présentent pour remédier à ce problème :
- Multiplier les couches de tissu : Augmenter l'épaisseur du stratifié peut améliorer la rigidité, mais le risque est que la masse devienne excessive.
- Utiliser de la fibre de carbone : Le carbone est plus rigide que le verre et aussi plus léger pour une rigidité donnée. L'inconvénient principal reste le prix.
- Réaliser des membrures (cadres internes) : Cette solution offre un rapport rigidité/masse intéressant. On peut s'inspirer de la conception automobile, comme les "rigoles" de rigidification sur le toit d'un Berlingo. Pour réaliser ces membrures, on découpe des formes en polystyrène (au fil chaud), on les colle (avec de la colle thermofusible ou du double-face), et on les drape de tissu (le même que pour la coque, ou de l'unidirectionnel de carbone si disponible). Ces membrures s'arrêtent en biseau et peuvent courir sur une certaine distance le long de l'hiloire. Pour une bonne adhérence, il est nécessaire de dépolir soigneusement le fond du kayak dans la zone centrale et de favoriser l'activation chimique de la surface. On recouvre les formes en polystyrène de "gros scotch marron" pour éviter une trop grande absorption de résine. Ensuite, deux couches de tissu sont appliquées, dépassant de quelques centimètres de chaque côté du polystyrène. Le résultat est excellent, permettant de poser le kayak sur une arête vive sans déformation du fond.
Le bord de l'hiloire, nécessaire pour fixer une éventuelle jupe, est réalisé de la même manière, avec des cadres collés à l'intérieur du pont. Les cadres des trappes sont également collés.
Finition de la Coque et Accessoires
Une fois la rigidité assurée, la coque est poncée soigneusement. Ce ponçage est assez agréable. Il est également temps d'enlever les fils si la méthode "cousu-collé" a été utilisée. Petite sueur quand il faut percer son beau bateau après avoir passé tant de temps à le construire, mais la suite prouvera qu'on peut percer un kayak assez facilement. Les parties verticales peuvent également être renforcées, en faisant attention au mélange qui a tendance à couler vers le bas.
Pour les pagaies, des formes trouvées sur le net peuvent être découpées dans une chute de CTP. Le collage de la pale est un moment mémorable et acrobatique, où il faut coller une bande de tissu imprégnée, enroulée sur elle-même et déroulée sur le joint, par l'intérieur. La deuxième pale est ensuite collée.
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