FABRIQUER
UNE
HÉLICE
La fabrication des hélices est un processus très particulier. Plusieurs étapes, réalisées par différents professionnels, sont nécessaires pour former une hélice. Sa forme, l'inclinaison des pales et ses dimensions dépendent du bateau sur lequel elle doit être installée.
La conception de l'hélice
Fabriquer une hélice est une activité qui demande plusieurs intervenants aux qualités diverses. Tout commence avec le travail du dessinateur. Selon les caractéristiques et les demandes qui lui sont fournies, il dessine l’hélice. Il intervient à nouveau à la fin du processus de fabrication afin de vérifier si l’hélice coulée correspond au modèle voulu. Le dessinateur, quand il fournit le dessin, livre au modeleur généralement un plan général, un dessin de l’hélice ou de la pale, mais surtout un ensemble de cote. Il inscrit aussi le retrait, c'est-à-dire un trait qui anticipe la rétractation du métal lorsque celui-ci se solidifie. De même, il prévoit des surépaisseurs supplémentaires pour que le fondeur puisse usiner la pale facilement. Si l’hélice est voulue relativement “classique”, c’est à dire dans la lignée de ce qui se faisait régulièrement, il n’y pas de dialogue entre le dessinateur et le fondeur. Cependant, la fabrication d’une hélice particulière, comme pour tout autre objet, demande un dialogue entre l'hydrodynamicien qui produit la forme, le fondeur et l’usineur afin de déceler toutes les difficultés potentielles. Une fois le plan délivré, le modeleur peut commencer la conception du modèle.
Vocabulaire
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carène : partie immergée de la coque d'un navire.
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cote : indication d'une dimension.
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retrait : trait sur le dessin qui anticipe la rétractation du métal après la fonte.
Document de travail du modeleur. On remarque la diversité de calculs nécessaire à la fabrication d'une hélice.
© MHT. Don de Régis Ortais.
Pour produire une hélice, il faut couler le métal dans un moule de coulée, obtenu grâce à deux méthodes possibles : le modelage et le troussage
Le modelage
Le modeleur est celui qui va créer un modèle en bois des pales pour faciliter le travail du fondeur. Il doit retranscrire les cotes et réaliser un tracé à l’échelle 1, un travail qui peut durer entre une à deux semaines selon la complexité de la pale ou de l’hélice. Une fois le tracé réalisé, le modeleur construit un gabarit en bois par un collage de planche. Toutes les planches d’un modèle ont la même épaisseur (25, 30, 50 mm), et sont collées par blocs de 5, 6, 7 planches. Le montage des planches se fait en escalier et elles sont collées ensemble avec de la colle à bois. On obtient un gros bloc de planches montées en escalier. Elles sont fixées sur une tige métallique qui garantit un axe similaire pour chaque planche.
Montage en escalier du modèle.
© MHT. Photographie fournie par Régis Ortais.
Montage du modèle et traçage des planches.
© MHT. Photographie fournie par Régis Ortais.
Enfin, on réalise les finitions, les modèles sont peints ou vernis pour éviter qu’ils ne s'abîment avec la chaleur ou l’humidité. Un exemple de finition ?
Document de travail du modeleur, on remarque les différentes cotes indiquées.
© MHT Don de Régis Ortais.
Parallèlement au collage des planches, le rabotage du bord d’attaque et du bord de fuite est commencé. On trace ensuite toutes les planches en se référant au gabarit, puis on scie pour obtenir la forme voulue. Les chutes sont quant à elles utilisées pour caler les planches les unes par rapport aux autres. Les cales sont ensuite enlevées pour dégrossir les angles à l’herminette.
Le rabotage à l'herminette
Herminette.
© MHT.
Montage du modèle et traçage des planches.
© MHT. Photographie fournie par Régis Ortais.
Apprenez en davantage sur la création des hélices avec Marc Reumont, ancien de la Nantaise de Fonderie !
Le troussage
Le troussage d'une pale se passe directement dans la fosse de coulée. Celle-ci est préalablement remplie de sable. La première étape consiste à placer de grands gabarits de direction à proximité des bords de la fosse de coulée. Il y a un gabarit directeur par pale. Ces gabarits doivent donner l'inclinaison générale de la pale. La planche à trousser va ensuite imprimer ce mouvement dans le sable en s'appuyant sur le gabarit de direction et ainsi permettre de réaliser le moule de l'hélice.
En raison de l’augmentation de la taille des hélices et de la complexité des pales, la technique du troussage est remplacée par l’utilisation presque systématique de modèles en bois. L’usage des planches à trousser se cantonne alors aux pales les plus classiques.
Ces clichés ont été fournis par Marc Reumont, un ancien travailleur de la Nantaise de Fonderie. Ils nous permettent de voir plus en détails les différentes étapes de cette manipulation compliquée qu'est le troussage !
Si vous êtes intéressés par sa vie et son témoignage, vous êtes invités à visionner son interview !
Troussage à la Nantaise de Fonderies.
© CHT
La coulée
L’hélice monobloc ou les pâles d’hélice sont ensuite obtenues par coulée de métal en fusion (cuproaluminium : cuivre, aluminium et nickel) dans un moule constitué d’un mélange de sable et de résine. Le métal occupe l’empreinte laissée par le modèle, dans une fosse dite fosse à coulée ou dans des châssis assemblés deux à deux, chaque châssis contenant l'empreinte d'un demi-moule.
La coulée.
© Inventaire des Pays de la Loire
L'usinage
L'usinage se fait à l'aide d'une meule afin de polir la pale. Aujourd'hui l'usinage peut aussi être effectué à l'aide de machines-outils à commande numérique. Suivant l'usage de la pale, il existe plusieurs classes de précisions.
Dans le cas des hélices Kamewa par exemple, une fois la fonte réalisée dans une fonderie, l'usinage est toujours réalisé dans leur usine de Kristinehamn (Suède), puis l'hélice repart pour le chantier naval afin d'être posée.
Il faut ensuite poser l'hélice à l'extrémité de l'arbre.
L’hélice brute fait ensuite l’objet de contrôles par radiographie et ultra-sons pour s’assurer qu’elle ne présente pas de défaut de fonderie. Après usinage, des contrôles par ressuage sont effectués pour détecter d'éventuels défauts résiduels. La technique du ressuage consiste à enduire la pale d'un révélateur afin d'en repérer les zones de faiblesse.
Atelier d'usinage.
© CHT
Vocabulaire
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Ressuage : technique qui consiste à enduire la pale d'un révélateur afin de détecter de potentielles zones de faiblesses ou défauts.
La pose
Une fois l'hélice prête, il faut l'acheminer jusqu'au chantier naval où le navire est en construction. La ligne d'arbre servant de lien entre le moteur et l'hélice a été préalablement fabriquée en atelier mécanique. La pose de la ligne d'arbre est une étape demandant rigueur et précision et les ajusteurs s'activent afin que la ligne d'arbre soit bien droite. Ils l'appellent alors « la ligne de feu ». L'arbre d'hélice est usiné puis ajusté jusqu'à sa sortie par l’œil d'étambot. L'extrémité de l'arbre se termine en un cône sur lequel est fixé l'hélice. Les ajusteurs doivent alors « équilibrer la portée » c'est-à-dire faire en sorte que l'hélice et le cône s'adaptent parfaitement.
Le transport de l'hélice
© EPI - MHT
La pose de l'hélice.
© AHCNN – MHT.