Matériel · Théorie
Calotte
Le tissu de la voile, sa porosité et son enduction, ce qui le fait vieillir, et comment la calotte est construite : cloisons, caissons, coutures.
Le tissu de la voile
Quelle fibre pour quoi ?
| Fibre | Usage |
|---|---|
| polyamide (nylon) | tissu de la voile |
| polyester (Dacron) | tissu, plus rarement |
| polyéthylène (Dyneema) | suspentes |
| aramide (Kevlar) | suspentes |
Pour le tissu, le polyamide est la fibre principale (N°1).
Le ripstop, un tissage anti-déchirure. Sur la photo ci-dessous, un fin quadrillage : c’est à lui qu’on reconnaît le ripstop. Chaque ligne est un fil plus solide, tissé à intervalles réguliers dans les deux sens du tissu, la chaîne et la trame, perpendiculaires. Si une déchirure commence, le fil suivant l’arrête : le ripstop améliore la résistance au prolongement des déchirures (N°2, N°3). La résistance mécanique, notamment à la déchirure, compte parmi les qualités importantes du tissu.
Son point faible : la diagonale. Une charge en biais par rapport à la chaîne et à la trame peut plus facilement allonger un ripstop traité, et donc le déformer de façon permanente (N°27). Tous les tissus ne s’étirent pas autant en diagonale : ceux en polyester enduits de Mylar moins que ceux enduits de polyuréthane ou de silicone.
Piège. Ici, « allongement » a son sens courant : le tissu s’étire (N°27). Rien à voir avec l’allongement d’une aile, envergure² / surface (N°26 ; fiche « L’allongement »).
La porosité
Un tissu qui laisse passer l’air est dit poreux ; la porosité chiffre cette perméabilité à l’air. Les deux vont ensemble : quand l’une monte, l’autre aussi (N°4).
Pour une voile, elle doit être la plus réduite possible, pour garder à l’aile des qualités de vol sûres (N°5). Ce qui arrive quand elle augmente est décrit plus bas (fiche « Le vieillissement »).
L’enduction
Pour lui donner d’autres qualités, on imprègne le tissu d’une résine synthétique : c’est l’enduction. En général du polyuréthane, plus rarement du silicone ou du Mylar.
| Propriété | Enduction |
|---|---|
| porosité | réduite (N°7) |
| élasticité | réduite (N°9) |
| sensibilité aux UV (ultraviolets) | réduite (N°8) |
| charge mécanique | améliorée (N°10) |
Pourquoi moins d’élasticité ? Pour que le profil garde sa forme le plus précisément possible.
Moyen mnémotechnique : l’enduction, c’est trois « moins » et un « plus » : moins poreux, moins élastique, moins sensible aux UV ; plus résistant.
Le vieillissement
Une chaîne de causes :
- En vieillissant, le tissu perd la qualité de son enduction : elle s’use, s’abîme ou devient insuffisante. C’est surtout ainsi que le vieillissement se manifeste.
- Le tissu devient plus poreux (N°19).
- L’aile se comporte autrement en vol : elle décroche à une vitesse plus élevée, et tend vers le vol parachutal (N°11).
Le vol parachutal, comparé au vol plané normal : un taux de chute plus fort et une vitesse horizontale plus faible. L’aile descend plus et avance moins.
Piège. Décrocher « à une vitesse plus élevée », c’est décrocher plus tôt quand on ralentit, à des vitesses plus élevées que prévu. Il faut donc moins freiner pour y arriver. Ce n’est pas une aile qui vole plus vite.
Moyen mnémotechnique : vieille voile, voile poreuse ; elle décroche plus tôt et s’enfonce en parachutale.
Ce qui abîme l’enduction
| Cause | Peut l’abîmer | Ne l’abîme pas |
|---|---|---|
| lumière | stockage dans un endroit clair et ensoleillé ou très chaud, voiture en été (N°16) | stockage à l’ombre |
| humidité | voile rangée humide, avec de fortes variations de température (N°14) | voile rangée sèche, même avec ces variations |
| nettoyage | détergents ménagers agressifs (N°13, signalée) | eau froide |
| frottement | sable, cailloux, sel ; pliage sur goudron ou béton (N°15, N°12) | |
| contact | carburant, bouse, eau de mer, insectes morts pris dans la voile pliée | |
| vol | manœuvres extrêmes ; fermetures |
Les moisissures. C’est l’humidité qui fait la différence. Une voile pliée et rangée humide dans un endroit aux fortes variations de température peut moisir en surface, et ces moisissures attaquent directement l’enduction (N°14). Rangée sèche, malgré les mêmes variations, elle n’est pas touchée (N°13, signalée).
À confirmer. N°13 est signalée pour sa traduction : dans l’original allemand, qui fait foi, une proposition fausse parle d’une aile rangée aussi sèche que possible « dans une pièce fraîche » ; la version française dit « dans un endroit soumis à de grandes variations de température ». Rangée sèche, l’aile ne craint pas ces variations selon Oberson & Vallotton (Matériel, p. 5) : la proposition reste fausse en français, mais elle peut tenter, à cause de N°14. La réponse officielle est la même dans les deux langues.
Bien ranger sa voile : aussi sèche que possible, dans une pièce sèche, ou dans un lieu sombre, frais et peu humide.
Après l’eau de mer : rincer tout de suite, et bien, à l’eau douce, puis faire sécher à l’ombre (N°17). L’eau de mer est dans la liste des matières agressives.
Pour les intervalles d’entretien, voir fiche « Entretien, pliage et durée de vie ».
Moyen mnémotechnique : sèche, à l’ombre, à l’eau claire ; ni soleil, ni humidité, ni frottement, ni produit agressif.
La construction de la calotte
La calotte est la voile elle-même : un profil épais, de 30 à 40 cm environ. Comme toute aile, elle a deux bords, d’attaque et de fuite, et deux surfaces, extrados et intrados (fiche « Le profil d’une aile »). Les suspentes partent de points répartis régulièrement sur l’intrados.
| Élément | Rôle |
|---|---|
| stabilos | aux deux bouts, presque verticaux : leur portance, dirigée vers l’extérieur, aide à tenir la voile ouverte |
| ouvertures de caissons | sous le bord d’attaque, sur toute sa longueur : l’air y entre et maintient une pression interne ; l’aile reste gonflée |
| cloisons | à l’intérieur, entre extrados et intrados : elles délimitent les caissons |
| évents | trous dans les cloisons |
Les stabilos aident à tenir la voile ouverte « dans le sens de l’axe transverse ».
Cloisons et évents
Plusieurs noms, une même famille. Nervures, parois intercaissons, renforts diagonaux, diagonales en V, cloisons intercellulaires ou cellulaires : ce sont des cloisons en tissu ripstop, verticales ou obliques, orientées comme la corde du profil.
Peu de suspentes, un profil qui tient. Chaque suspente ajoute de la traînée parasite : on en veut le moins possible. Mais les suspentes tirent sur des points de l’intrados. Les cloisons portent cette traction jusqu’à l’extrados et la répartissent de façon homogène ; d’un bout à l’autre de l’aile, le profil reste ainsi précis et rigide, avec aussi peu de suspentes que possible (N°20). Les diagonales en V, en particulier, permettent de porter la charge alaire avec moins de suspentes, et la traînée baisse (N°24).
Les évents. Les cloisons ne sont pas étanches : elles sont percées de trous. Ils servent à l’air :
- rendre la pression homogène dans toute la calotte, et faciliter les mouvements d’air à l’intérieur, notamment pour rouvrir une fermeture partielle ;
- remplir les caissons dont l’ouverture au bord d’attaque est fermée, ou qui n’en ont pas (N°25).
On lit aussi qu’ils aident à répartir la charge alaire.
Une cloison sépare deux caissons voisins : un trou dans une cloison relie donc ces deux caissons, côte à côte, et non l’extrados à l’intrados (dessin de la paroi ci-dessus).
Piège. Les cloisons portent la charge (N°20, N°24) ; leurs trous laissent passer l’air (N°25).
Combien de caissons ?
Plus une aile a de caissons, plus son profil est précis et fidèle, et plus son volume de pliage est grand (N°26). Pourquoi le volume : plus de caissons, c’est plus de tissu, donc plus de poids et un plus gros volume.
Le nombre de caissons ne change pas l’allongement : celui-ci se calcule avec l’envergure et la surface seulement, e² / S (fiche « L’allongement »).
Les coutures
Des points de couture trop serrés percent le tissu, qui perd de sa résistance mécanique (N°28).
Où la voile est la plus chargée
| Partie | Charge la plus forte |
|---|---|
| voile | extrados, au bord d’attaque (N°18) |
| cloisons | points d’attache des suspentes, moitié avant (N°21) |
La raison est aérodynamique. Les forces de portance sont les plus fortes sur la partie avant de l’extrados. Deux asymétries le chiffrent : l’aspiration de l’extrados vaut environ deux fois la pression sous l’intrados, et les 2/3 de la portance naissent sur le tiers avant de l’aile (fiche « Aspiration dessus, pression dessous »). Pour les cloisons, s’ajoute l’endroit où tirent les suspentes : leurs points d’attache. Voir aussi fiche « Quelles sangles portent le moins ? ».
Protéger les cloisons. Pour qu’une paroi ne se déforme pas durablement près des points d’attache, le constructeur peut renforcer la partie concernée (N°23). On peut aussi étaler la charge sur une zone plus large, par des triangulations.
Le cas le plus dur pour elles : le décrochage aux B. Cette manœuvre tire la calotte vers le bas le long de la rangée des suspentes B, d’un bout à l’autre de l’aile ; c’est elle qui peut le plus malmener les parois intercaissons (N°22).
Piège. Le facteur de charge ne décide pas à lui seul. La spirale engagée l’augmente nettement, sans déformer la calotte. Le décrochage aux B se fait sans facteur de charge, mais plie la voile, surtout l’intrados, dans le sens de l’envergure, à hauteur des attaches B. C’est pourtant lui qui peut le plus malmener les cloisons : la déformation compte donc au moins autant.
Moyen mnémotechnique : la charge est devant et dessus ; les cloisons souffrent là où tirent les suspentes, et surtout aux B.
Pièges entre questions voisines
- Tissage ou enduction ? Le ripstop, un tissage, arrête les déchirures (N°2, N°3) ; l’enduction agit sur la porosité, l’élasticité, les UV et la capacité de charge (N°6 à N°10).
- Deux « allongements » : le tissu qui s’étire en diagonale (N°27) ; l’envergure² / surface d’une aile, que le nombre de caissons ne change pas (N°26).
- Sèche ou humide ? Les variations de température n’abîment l’enduction que sur une voile rangée humide (N°13, signalée ; N°14).
- Plus poreuse, plus tôt : une voile vieillie décroche à une vitesse plus élevée et tend au parachutal (N°11, N°19).
- Cloisons ou évents ? Les cloisons portent la charge (N°20, N°24) ; les évents font passer l’air (N°25).
- Voile ou cloisons ? Pour la voile, extrados au bord d’attaque (N°18) ; pour les cloisons, points d’attache de la moitié avant (N°21), et surtout au décrochage aux B (N°22).