François Vivier Architecte NavalGo to English
La construction bois moderne


Construction d'un Ebihen 18 par IcaraiQu'est-ce que la construction bois moderne ?


La construction bois moderne est en réalité bien éloigné de la charpente navale traditionnelle. Elle résulte d'évolutions successives dont on trouvera ci-après les principales composantes en ordre chronologique d'apparition :

Le contreplaqué

Il est utilisé en construction navale à l'issue de la deuxième guerre mondiale. Constitués de plis croisés de 1 à 2 mm, obtenus en général en déroulant des billes de bois, il est utilisé à la fois pour les cloisons internes, les ponts et le bordé. Pour ce dernier, il impose une construction à bouchain vif, introduisant une esthétique très déconcertante à ses débuts. Mais les architectes ont vite appris à dessiner des bateaux agréables à l'oeil et très performants en raison du gain de poids considérable qu'il permet par rapport à une construction traditionnelle. Cette dernière exige en effet une structure très renforcée pour résister aux efforts de compression qu'impose le calfatage nécessaire à son étanchéité. Le contreplaqué, comme les autres techniques modernes qui viendront par la suite, s'affranchit totalement de cette contrainte. Le contreplaqué a été le matériau qui a permis l'essor et la popularisation de la plaisance dans les années 50 et 60. Le succès de contreplaqué dépasse d'ailleurs largement la seule construction bois car il est toujours un élément essentiel pour le cloisonnement et les emménagements sur les coques en polyester de grande série.

Le bois moulé et lamellé-collé

Ces techniques sont aussi issues des progrès techniques réalisées au cours de la guerre, en particulier dans le domaine aéronautique. C'est la formulation de colles résistant à l'humidité qui en a permis le développement. Le bois moulé n'est autre que la réalisation in-situ d'un contreplaqué à la forme de la coque. On pose plusieurs plis successifs de lattes de bois tranché (3 à 6 mm en général) ajustées et collées. Des agrafes provisoires sont utilisées pour fixer les plis pendant la prise de la colle. Il est alors possible de réaliser des coques très résistantes et rigides, ne nécessitant qu'un raidissage intérieur minimal. Le bois moulé a été pendant longtemps la technique la plus adaptée aux bateaux de compétition.
Le lamellé-collé consiste à réaliser des pièces de structure ( quille, étrave, membrures, porques, courbes ) à partir de lattes de bois débitées en plis de faible épaisseur. C'est un progrès énorme par rapport à la construction traditionnelle qui imposait des pièces courbes (naissance de branche ou de racines) et de doubler les pièces (d'où le mot couple) en raison de la présence inévitable d'abouts. Comme les pièces en lamellé-collé sont obtenues à partir de lattes fines, les contraintes internes au bois sont considérablement affaiblies. Une courbe lamellée ne risque pas de fendre comme le fait une courbe en chêne massif.
Bois moulé et lamellé-collé ont tous deux un inconvénient commun. Ils exigent une main d'oeuvre importante ce qui freine leur utilisation.

Les résines époxy

La construction bois moderne prend réellement naissance dans les années 80 avec la généralisation des résines époxy. C'est pourquoi l'on parle souvent de construction « bois-époxy ». L'époxy est une résine de synthèse qui s'associe parfaitement avec le bois (contrairement au polyester qui adhère mal au bois). L'époxy ne connait pas les phénomènes d'osmose. Suivant sa formulation et les additifs employés, la résine époxy constitue un « système » aux applications multiples :
  • Collage structurel des éléments de bois, ne nécessitant ni un serrage élevé, ni un ajustage parfait,
  • Réalisation de « joints-congés » qui sont une sorte d'équivalent à la soudure pour des pièces métalliques. Par exemple les joints congés sont parfait pour lier une cloison au bordé.
  • Imprégnation avec une résine fluide, constituant une barrière isolante qui réduit sensiblement les variations de taux d'humidité du matériau. Ainsi les pièces de bois « travaillent » beaucoup moins.
  • Stratification des coques, ponts, voire cloisons ayant pour effet de raidir ces éléments (surtout si on stratifie des deux côtés) ou plus simplement de protéger coque et pont par une couche dure, résistante et parfaitement étanche.
La possibilité d'associer bois et époxy a permis le développement de techniques nouvelles :
  • Le strip-planking, sandwich constitué d'une âme en lattes de bois et de peaux en tissus de verre stratifié époxy.
  • Le contreplaqué cousu-stratifié consistant à assembler les virures de bordé par des ligatures et ensuite de stratifier les joints en éliminant les serres qu'il fallait employer autrefois.
  • Le bois moulé de contreplaqué.
Ajoutons que des techniques de collage et stratification sous vide sont de plus en plus utilisées par les professionnels. Elles permettent une meilleure qualité (pression uniformément répartie et suppression des bulles d'air) et réduisent le temps de main d'oeuvre. Cela donne par exemple une nouvelle jeunesse aux techniques du bois moulé.

La découpe numérique

La construction bois tire un grand profit des technologies numériques. Les plans de l'architecte peuvent être utilisés pour découper des panneaux de contreplaqué sur des machines à commande numérique. On arrive ainsi à réaliser des coques avec une grande précision, un haut niveau de qualité et un gain de main-d'oeuvre substantiel.
Avec un bordé en contreplaqué, soit en cousu-stratifié, soit à clin, il est alors possible de réaliser des coques avec une grande facilité.

Les peintures modernes

Le bois comme les stratifications époxy nécessitent une protection par peinture ou verni. Dès lors que le bois est mis en ?uvre de façon moderne, il constitue un ensemble bien homogène travaillant peu. On peut alors y appliquer des peintures et vernis modernes qui ont aussi beaucoup progressé ces dernières décennies. En particulier, les polyuréthannes bi-composants permettent d'assurer une protection durable avec une durée de vie de la peinture de 5 à 10 ans suivant les conditions d'utilisation et d'hivernage. En outre un bateau bois moderne se prête très facilement à une remise à neuf quasi parfaite. Le bois est de loin le matériau le plus facile à réparer.


La construction bois époxy, matériau d'avenir


Le bois moderne étant maintenant mieux compris, voyons en quoi il peut constituer le meilleur choix pour la construction d'un bateau.

Les qualités mécaniques

Le bois a des qualités mécaniques qui restent à un très haut niveau. Issus de la nature il a une extraordinaire durée dans le temps sous réserve de le protéger des attaques biologiques. Il garde très longtemps ses propriétés mécaniques.
Le bois (bois moulé ou contreplaqué) est environ 3 fois plus léger que le stratifié de polyester (monolytique), a une résistance qui est environ 60 % de celle du polyester et une rigidité équivalente. Une coque ou un pont bois échantillonné pour sa résistance est suffisamment rigide. Au contraire le polyester échantillonné sur les mêmes bases (donc moins épais) manque de rigidité (le pont se déforme quand on marche dessus) ce qui oblige à réaliser un sandwich. En tenant compte de la densité des matériaux, on peut dire que le bois est 2.8 fois plus rigide que le polyester et 1.65 fois plus résistant (Professionnal BoatBuilder #105, p24).
Un pont en contreplaqué ne nécessite donc que quelques barrots et se prête sans difficulté à des modifications, à la pose ou dépose d'accastillage, sans que l'on ait eu à prévoir des inserts spécifiques. Pendant longtemps, le bois moderne a été un matériau idéal pour les prototypes de compétition. A résistance équivalente, une coque bois-époxy est environ 20% moins lourde qu'une coque en polyester monolytique. Elle est aussi plus rigide, d'où une meilleure efficacité du gréement (étai bien raide). L'apparition des fibres de carbone de mise en oeuvre complexe (stockage réfrigéré, passage au four des pièces) a maintenant remplacé le bois pour la compétition, mais à quel prix !

Les qualités thermiques

Les bois est naturellement peu conducteur de chaleur. Isolation et vaigrage ne sont donc pas nécessaires. Le bois a un « toucher » bien plus agréable que toute autre matière, ce qui explique que constructeurs de bateaux en polyester ou en aluminium en usent parfois largement pour améliorer le confort du bateau, notamment sur le pont. Ajoutons qu'une structure bois n'a pas « d'envers » comme le polyester. Il n'y a rien à cacher, pas de fond de coffre où on s'écorche les mains sur un tissu de verre mal ébarbé.

L'entretien

Le bois souffre d'un terrible préjugé qui tient à la confusion entre construction classique et construction moderne. Un bateau bien construit en bois-époxy ne demande guère plus d'entretien qu'un bateau en polyester. En fait, seuls les vernis extérieurs apportent une réelle contrainte. Mais on peut très bien faire un bateau bois peint et un bateau polyester avec des hiloires en acajou verni et un pont en teck. Cela est en fait indépendant du choix du matériau pour la structure du bateau. On peut seulement dire qu'une construction bois incite plus à le mettre en valeur par des vernis. Mais il faut aussi observer que sur une coque bois, on dispose d'une grande liberté pour faire jouer les harmonies de couleurs. C'est tout de même mieux que le polyester blanc (le seul qui tient dans la durée) et l'alu brut.
En cas d'accident ou si on veut faire des modifications, le bois est incontestablement plus simple à réparer (pas de contre-moulage, facilité de collage...) et il est presque toujours possible de remettre le bateau dans son état de neuvage.

Le bois, matériau renouvelable

Le bois est incontestablement plus respectueux de l'environnement que le polyester, gros consommateur de pétrole, ou que l'aluminium, énergivore. C'est un matériau renouvelable, pour autant qu'il ne soit pas issu d'une forêt mal exploitée. Les évaluations scientifiques (Ecole polytechnique de Lausanne) d'impact sur la santé humaine, la qualité de l'écosystème, le changement climatique et les ressources classent le bois largement en tête pour trois de ces critères. Il est moins bien placé pour la qualité de l'écosystème en raison de l'usage encore dominant de bois exotiques ou de provenance lointaine (on se place en Suisse). Pourtant de nombreuses forêts européennes sont sous-exploitées. L'utilisation de bois de pays, de contreplaqués de bouleau, de peuplier ou de résineux, sont en mesure de faire de la construction bois la plus conformes aux objectifs de développement durable. Les constructeurs de bateaux en sont conscients et s'éfforce maintenant de n'utiliser que des bois et contreplaqués certifiés (Forest Stewardship Council).

Le bois est beau

Même s'il s'agit là d'un jugement subjectif, il suffit d'écouter les commentaires des visiteurs de salons nautiques, d'observer le regard des autres plaisanciers dans un mouillage, pour se convaincre aisément qu'un bateau bois, bien dessiné et construit, a quelque chose de plus, une âme, si on accepte ce terme, que les autres n'ont pas.

La construction à l'unité ou en petite série

L'effet de série, ou économie d'échelle, permet de réduire sensiblement le coût de production des bateaux. Les lois de dégressivité des coûts en fonction du nombre d'exemplaires fabriqués varient suivant les produits. Mais on peut retenir que la production continue de 50 à 100 bateaux permet de diviser le coût moyen des bateaux par deux. En construction polyester classique, il faut un minimum d'une dizaine de bateaux pour amortir l'outillage initial.
Mais à une époque où les industries nautiques ont atteint un haut niveau de production, de plus en plus de plaisanciers souhaitent un bateau plus personnalisé, adapté à un programme spécifique ou un caractère particulier. Ajoutons que la durée de vie d'un bateau bois-époxy est bien supérieure à celle d'un bateau en polyester. Il suffit de voir le nombre de Muscadets (voilier sur plan Philippe Harlé de 6.5 m datant des années 60) en parfait état qui naviguent encore aujourd'hui, alors même que l'époxy n'était pas encore utilisé. A l'exemple de l'automobile, les gammes de bateaux de série sont renouvelées fréquemment pour satisfaire à la mode du moment. Un bateau bois construit par un chantier sérieux, sur les plans d'un architecte réputé dans son domaine, garde pour longtemps une excellente valeur de revente. La qualité du bateau, sa solidité, sa pérennité, sa valeur de revente compensent l'écart de prix avec un bateau de série en polyester.
Non seulement le bois moderne est le matériau idéal de la construction à l'unité ou en petite série, mais la construction d'un bateau en bois est une alternative à envisager pour tout plaisancier éclairé.

La construction amateur

Le bois moderne et par excellence le matériau idéal pour la construction amateur. Il est facile à travailler et les mastics et époxy permettent de corriger bien des défauts. Il ne nécessite pas d'outils sophistiqués. Il ne dégage pas d'odeur désagréable comme le polyester. L'utilisation de kits de contreplaqué découpé sur machine à commande numérique permet aujourd'hui une véritable démocratisation de la construction amateur. La seule contrainte pour l'amateur est de se protéger (gants) convenablement pour manipuler les résines époxy.
Le prix de revient d'un bateau en construction amateur est de l'ordre de la moitié de celui du même bateau en construction professionnelle. Un amateur compétent et ayant le temps de réaliser lui-même des accessoires pourra même ramener ce prix au tiers.


Conclusion

La construction bois est en pleine progression dans le domaine de l'habitat. Seuls des préjugés en ont limité le développement sous ses formes modernes pour les bateaux. Ces techniques ouvrent des possibilités considérables d'innovation que nous avons évoquées mais qui ne se limitent pas aux exemples cités.
Pour tous ceux qui se lassent des bateaux de grande consommation, pour qui le bateau n'est pas un produit comme un autre, qui sont soucieux de préserver notre environnement, la construction bois-époxy constitue la réponse la plus adaptée, qui obéit à la fois au coeur et à la raison.

Livre Construction BoisLe livre "construction bois, les techniques modernes"

Mon livre "Construction bois, les techniques modernes" explique les différentes méthodes de construction de petits bateaux en bois : petites lattes, clins de contreplaqué, contreplaqué cousu-stratifié.
On y trouve aussi des chapitres sur les gouvernails et dérives, choix et fabrication du gréement, les avirons, la flottabilité, etc...
Le livre est malheureusement épuisé chez l'éditeur, Le Chasse-Marée.

Pour ceux qui souhaitent tout de même avoir accès à une part essentielle de son contenu, mis à jour et enrichi de nombreuses photos, je propose l'envoi du recueil de l'ensemble de mes fiches "construction bois" (65 pages).

Recueil de fiches : 50 ¤ TTC port inclus