Fabriquez votre bateau en carton
Par Philippe Urvois – La première course de bateaux en carton a eu lieu le 26 mai 2013 à Douarnenez. Quelques heures suffisent pour réaliser, à peu de frais, une embarcation avec ce type de matériau. La mise en œuvre est relativement simple et permet de s’initier en famille aux joies de la construction amateur, en laissant libre cours à son imagination.
L’idée est née dans les années 1970 au sein des universités nord-américaines. Pour stimuler la créativité de leurs étudiants et les inciter à travailler sur les notions de stabilité et de flottabilité, des professeurs leur ont proposé de fabriquer des bateaux en carton et d’organiser des courses avec ces prototypes. En dehors de ce matériau peu coûteux, les concurrents n’avaient le droit qu’à un peu de colle, de ruban adhésif et de peinture.
L’université de l’Illinois du Sud est sans doute une des premières à avoir organisé, en 1974, une régate de bateaux en carton, la Great Cardboard Boat Regatta, une initiative qui a ensuite essaimé dans d’autres campus et remporté un vrai succès populaire. Dans le même esprit, les Québécois proposent aujourd’hui une course de bateaux en carton durant le festival des Cartonfolies, à Témiscouata-sur-le-Lac, en hommage à une industrie locale qui produisait autrefois ce matériau.
Si les performances de la plupart des prototypes restent discutables – le but est surtout de s’amuser –, certaines réalisations se distinguent néanmoins par leur ingéniosité et leurs qualités nautiques. C’est le cas du kayak mis au point par David Friant, un ingénieur formé à l’université d’Auburn, en Alabama. Simple à construire comme à réparer, son bateau mesure 2,50 m, pèse un peu moins de 15 kg et peut transporter une personne dix fois plus lourde. Il peut durer plusieurs années s’il est réalisé avec soin et son prix de revient est ridiculement bas.
David Friant a résumé son expérience dans The Cardboard Boat Book (Le Livre du bateau en carton), un opuscule très bien fait, publié à compte d’auteur <www.thecardboardboatbook.com>. En suivant ses conseils pas à pas, nous avons réalisé aisément son bateau, à titre d’exemple. D’autres plans sont accessibles sur Internet en tapant les mots cardboard boat (bateau en carton) dans un moteur de recherche.
LE MATERIEL NECESSAIRE
Carton. Du carton ondulé basique peut convenir, mais il manque de rigidité. Celui que nous avons utilisé possède une double feuille et son épaisseur est de 6 mm environ. Il provient d’emballages en usage dans l’industrie ou dans le négoce (pour protéger des réfrigérateurs, par exemple). L’idéal est de se procurer du carton neuf pour éviter les accrocs ou les pliures, mais un emballage d’occasion en bon état peut convenir. Pour réaliser le bateau proposé par David Friant, nous avons utilisé un peu moins de trois feuilles d’environ 2,50 m x 1,25 m.
Colle. L’assemblage des différentes pièces du bateau est effectué à l’aide de colle de type néoprène (en gel), faute d’avoir pu trouver de solution plus écologique. Mieux vaut donc travailler dans un endroit bien ventilé.
Mastic. L’étanchéité sur la tranche des plaques de carton directement exposée à l’eau est assurée par un mastic polyuréthane.
Ruban de papier. Des bandes de papier épais ordinairement utilisées pour les joints de plaques de plâtre sont ensuite collées sur ces zones sensibles.
Peinture. Toutes les surfaces extérieures du bateau sont, enfin, imperméabilisées avec de la lasure « conditions extrêmes » ou de la peinture acrylique.
Outils. Prévoir au minimum un crayon, une très grande règle ou un tasseau bien droit pour le pliage, un mètre ruban, un compas, des pinceaux, un pistolet pour le tube de mastic et un gros cutter. Ce dernier peut être électrique (oscillo-vibrant), ce qui permet à des enfants de l’utiliser sans risque. Nous avons également employé des sangles pour maintenir le carton en phase de collage ainsi qu’une petite roulette de tapissier pour bien appuyer sur les surfaces encollées.
LE TRAVAIL DU CARTON
Le principe de base de ce type de construction est de limiter les découpes et de privilégier le pliage, afin de réduire les zones de contact entre l’eau et la tranche du carton. Le pliage s’effectue à l’aide d’une grande règle ou d’un tasseau placé légèrement en retrait du tracé, par petites saccades, pour ne pas déchirer le carton. Il faut, d’autre part, tenir compte du sens des ondulations du carton en fonction des forces exercées sur les pièces. La rigidité de certains éléments, enfin, peut être améliorée en doublant ou en triplant les épaisseurs de carton (les feuilles sont simplement collées entre elles).
FAIRE UNE MAQUETTE
Si l’on ne dispose pas de plan, avant d’entamer la construction, il est fortement recommandé de réaliser une maquette. Celle-ci permet de tester, au minimum, la flottabilité du bateau et d’en améliorer les caractéristiques. C’est aussi l’occasion, avec des enfants, d’aborder quelques notions élémentaires d’architecture navale. Nous avons d’abord réalisé le bateau de David Friant à l’échelle 1/10, à partir de deux plaques de carton d’environ 60 x 50 cm.
LE CAISSON CENTRAL
Le bateau proposé par David Friant est composé de trois grands ensembles : une proue, une poupe et un caisson central. Pour réaliser ce dernier (figure 1), une grande feuille de carton est posée à plat sur le sol. Les ondulations de la feuille sont placées dans le sens de la longueur du caisson afin de garantir la rigidité longitudinale de ce dernier. Dans cette feuille, on débite un rectangle de 237,5 x 122 cm. Cette « planche » est divisée en neuf bandes horizontales de longueurs différentes et numérotées.
Les panneaux 1, 2, 8 et 9 sont amputés à leurs extrémités sur 2,5 cm. Ces décrochements permettront d’ajuster les cloisons qui fermeront le caisson. Les panneaux 2 et 8, qui constitueront les faces latérales du cockpit, sont ensuite renforcés chacun par deux plaques de carton, d’une largeur légèrement inférieure à leur support (28 cm pour la première, 25,5 cm pour la seconde) afin de permettre le pliage (figure 2). Une fois le carton mis en forme, les panneaux 1 et 9, joints bord à bord, sont collés au panneau 5 (figure 2).
Il faut maintenant fermer le caisson à l’aide de deux cloisons hexagonales, chacune étant constituée de trois épaisseurs de carton collées (figure 3). Ces cloisons sont emboîtées et collées dans les extrémités du caisson. Des sangles peuvent maintenir l’assemblage le temps que la colle sèche. Un cordon de mastic est tiré tout le long du joint, et sera ensuite protégé par des bandes de papier encollées.
LA CLOISON DE COMPRESSION
La rigidité du kayak de David Friant tient essentiellement à ses formes triangulaires. Pour autant, il convient de renforcer le caisson central par une cloison intérieure dite « de compression » (figure 4). Elle est constituée d’un carré de carton de 46 cm de côté sur lequel sont collées – sur la même face – deux plaques de renfort de 46 x 22 cm. Puis la feuille est pliée par la moitié – les plaques de renfort à l’intérieur – pour former un V inversé dont la base sera écartée de 15 cm. La cloison est alors collée au centre du caisson. Les joints sont protégés par un cordon de mastic et des bandes de papier.
LA PROUE ET LA POUPE
Bien qu’elles soient de formes différentes, les parties avant et arrière du kayak sont conçues sur le même principe (figures 5 et 6). Chacune de ces pièces nécessite l’emploi d’un carton de 155 x 155 cm. On commence par tracer une croix qui divise la feuille en quatre carrés égaux : cette marque servira simplement de repère pour le report des mesures. Le tracé des différentes faces de ces éléments s’effectue à l’aide d’un compas et d’une règle. Les languettes, qui vont principalement servir à coller la proue ou la poupe au caisson central, sont ensuite matérialisées : leur largeur est de 8 cm. On peut alors découper la pièce ainsi dessinée et marquer les différentes pliures à l’aide d’une règle.
La proue ou la poupe est ensuite mise en forme, les languettes B étant collées sur la face extérieure du capot supérieur. L’étape suivante consiste à solidariser ces éléments au caisson central. Après un essai destiné à vérifier que les différentes pièces s’emboîtent correctement, la languette A est collée contre le bord supérieur de la cloison hexagonale du caisson (elle sera donc invisible par la suite). Puis les languettes C sont collées sur la coque du bateau, venant en surépaisseur sur le caisson. Elles sont maintenues en pression contre la coque par des sangles. Après séchage, les jonctions sont protégées par du mastic et des bandes de papier encollées.
LA QUILLE
Son but est à la fois de renforcer la structure longitudinale du bateau et de le rendre plus facile à manœuvrer. Pour la réaliser, il faut d’abord découper un rectangle de carton de 122 x 20,5 cm dont on trace la ligne médiane dans la longueur (figure 7). Le carton est plié suivant cette marque puis remis à plat. Deux bandes de renfort (7,8 x 122 cm) sont ensuite découpées et collées de part et d’autre de cette ligne, en laissant un espace de 5 cm entre elles. Des encoches (0,6 x 7,6 cm) sont ensuite découpées dans chaque coin du rectangle. Ce décrochage évitera de créer une sur-épaisseur aux extrémités de la quille, lorsque celle-ci va venir recouvrir les languettes de la proue et de la poupe qui sont collées sur le fond de l’embarcation.
On peut alors plier le carton en forme de V. Pour que la tranche du carton assure un bon contact avec la coque, elle doit être biseautée… en frottant le carton contre une surface plane de béton ! Puis la quille est collée sur la coque et ses extrémités sont bouchées par deux petits triangles de carton. Du mastic et des bandes de papier assurent l’étanchéité de l’ensemble. Il ne reste plus qu’à lasurer ou à peindre le bateau avant de le mettre à l’eau.
