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mercredi 22 octobre 2014

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Construction d’une coque en bois

Lamellé-Collé

Jolibob

Les couples en lamellé-collé

Le lamellé-collé est un procédé de fabrication consistant à coller des lattes de bois, avec le fil dans le même sens. Il est ainsi possible de fabriquer des pièces, de grande longueur ou de formes particulières, qui gardent les propriétés mécaniques originelles du bois. Cette technique d’assemblage est usitée en particulier en charpente pour la fabrication de poutres ayant des portées de plus de 100m, mais aussi dans la fabrication d’objet plus petit demandant une grande homogénéité du bois.

Fabrication des mâchoires

Les mâchoires sont issues d’un tasseau de bois sur lequel est dessinée la branche du couple. Ce tracé, laissé à la libre exécution de chacun, doit être le plus précis possible afin de respecter la forme du couple. Il faut, en particulier, bien dessiner les limites de la branche et prolonger son tracé bien au-delà de ces limites car les parties excédentaires faciliteront le moulage et l’assemblage final. Une fois ce tracé effectué, la feuille est collée sur le tasseau, puis la branche est découpée à la scie à chantourner. On veillera à une découpe à l’extérieur du tracé

afin de tenir compte de l’épaisseur de la bande de champ qui sera ensuite ajoutée. A priori inutile, cette bande, en durcissant la partie active des mâchoires, contribue à la finition du couple (Photo 2)

Préparation de la branche

A partir d’un morceau de bois de placage ayant une longueur suffisante, j’ai découpé des lamelles, d’une largeur supérieure à la valeur désirée, afin de pouvoir usiner, par la suite, la branche à la bonne largeur.

Chacun aura sa méthode pour cette partie du travail. J’ai préféré utiliser une cisaille à papier pour accélérer la découpe, car, suivant l’épaisseur recherchée, il faut prévoir un nombre conséquent de lamelles.

Ayant à utiliser douze lamelles pour obtenir l’épaisseur désirée, j’ai étalé un filet de colle polyuréthane sur onze d’entre elles. J’ai ensuite superposé les 12 lamelles, face encollée contre face non encollée et j’ai finalement homogénéisé le bloc sur une feuille de papier (Photo 3)

Moulage de la branche

La colle polyuréthane, ayant un pouvoir d’adhésion bien supérieur à la colle vinylique, j’ai recouvert les mâchoires avec du film alimentaire étirable. Après avoir bien positionné le bloc de lamelles entre les deux mâchoires, j’ai pressé grossièrement l’ensemble afin de bien positionner la branche entre les mâchoires et contre la face qui supporte les mâchoires.

J’ai ensuite rajouté d’autres serre-joints et j’ai pressé fortement le tout (Photo 4). J’ai ensuite mis de coté cet assemblage, le temps requis pour le séchage, soit un minimum de 2H avec la colle utilisée.

Démoulage de la branche

Les serre-joints enlevés, la branche se détache très facilement des mâchoires. Nous pouvons alors voir l’efficacité de la colle par la mousse qui recouvre la branche et la couleur huileuse démontrant que la colle a complètement imprégné le bois.

Cette mousse devra être découpée au cutter avant de passer à l’étape suivante qui consiste à mettre la branche à l’épaisseur voulue. Je l’ai fait par ponçage avec de la bande abrasive collée sur un morceau d’aggloméré (Photo 5)

Préparation à l’assemblage

Le moule va à présent me servir à assurer le parfait positionnement des branches avec la quille. Cette position ayant été dessinée sur la pièce de bois d’où sont extraites les mâchoires,

je vais mettre à profit ce tracé pour scier une rainure sur la moitié de son épaisseur. En serrant à nouveau chaque branche entre les mâchoires, je vais pouvoir y imprimer une amorce de coupure à l’aide d’une lame de cutter et d’un coup de marteau.

Après avoir extrait la branche des mâchoires, je peux à présent finir la découpe. L’extrémité supérieure de la branche sera laissée telle-quelle car elle permettra de fixer la latte d’alignement de la ligne de tonture. Il ne reste plus qu’à découper la pièce de liaison des deux branches pour avoir toutes les pièces du futur couple (Photo 6).

Assemblage du couple

Afin de ne pas faire d’erreur dans l’assemblage du couple, j’ai conçu un moule à partir d’une mire dessinée sur une feuille de papier et d’une planchette sur la quelle j’ai collé trois plots de bois,

le plot inférieur étant de la largeur de la quille. Après avoir mis, sur le moule, une feuille de film étirable, j’ai positionné la feuille d’assemblage du couple sur le moule, feuille sur laquelle est également dessiné la mire servant à définir l’écartement des plots (Photo 7). J’ai ensuite fixé les deux branches du couple à l’aide de quelques points de colle vinylique (Photo 8). Enfin, après avoir ajusté la pièce de liaison à la quille et aux deux branches, j’ai assemblé les trois pièces à l’aide de colle époxy (Photo 9), la colle cyanoacrylate étant également utilisable. Une fois la colle sèche, j’ai extrait le couple de son support et je l’ai poncé légèrement afin de supprimer les restes de la feuille d’assemblage. Je suis maintenant en présence d’un couple à la fois solide, souple et léger (Photo 10)


Application au modélisme

A l’échelle d’un modèle réduit, il faut utiliser des lattes de bois qui puissent à la fois se déformer sous de faibles contraintes et garder leurs nouvelles formes. Il faut donc que ces lattes soient remplacées par des lamelles tirées de planches de très faible épaisseur. Pratiquement de telles planches doivent avoir une épaisseur de l’ordre de 0,5mm. Bien qu’il soit possible de trouver ce genre de planches dans certains magasins de modélisme, j’ai préféré utiliser du bois de placage non-encollé, car il est relativement peu cher et se trouve assez facilement.


Le matériel

En dehors du matériel que tout modéliste devrait posséder, j’ai réuni (Photo 1) :

-  un tasseau de samba (construction des mâchoires de la presse),
-  de la bande de champ plastique (finition des mâchoires),
-  du film étirable (protection des mâchoires),
-  du bois de placage non encollé (j’ai utilisé de l’acajou pour sa structure homogène),
-  une cisaille à papier (facilité apportée à la découpe),
-  de la colle à bois polyuréthane (expansion de la colle une fois sèche),
-  des serres-joints.


Photo 1 - Le matériel

Photo 2 - Les machoires

Photo 3 - La branche avant moulage

Photo 4 - Le moulage

Photo 5 - Le ponçage

Photo 6 - Les pièces à assembler

Photo 7 - Le schéma d’assemblage

Photo 8 - Le positionnement des branches

Photo 9 - L’assemblage

Photo 10 - Le couple terminé.


Conclusion

La construction de couples en lamellé-collé est donc une technique innovante apportant légèreté, solidité et souplesse. Elle se marie très bien à la construction de voiliers car les couples sont tout en courbure. Elle permet d’avoir également plus de place dans la coque car, à solidité égale, les couples peuvent être de plus faible épaisseur que dans une construction classique.