LA CALE 2 L'ÎLE
Les bateaux de Waters & sons
Les bateaux d'Elisha Waters
A 1949 Look at Composite Construction
Par John B. Ehrhardt, traduit par Bernard Manchon
(Extrait de Messing Around In Boats) (MAIB)
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MAIB
Un jour dans les années 1860, le jeune George Waters of Troy (New York), a reçu une invitation à une mascarade. Il n'y avait rien de très inhabituel. Les Mascarades et les jeunes hommes allaient ensemble depuis l'aube de l'histoire. Cependant, cette mascarade particulière et ce jeune homme particulier marquèrent l’histoire d’une pierre blanche et si M. Waters n'avait pas voulu acheter un masque, probablement personne n’aurait jamais eu l'idée loufoque de construire des bateaux en papier.
M. Waters a trouvé son masque. Il y avait beaucoup de masques de fantaisie à vendre à Troy dans ces jours-là. Le seul problème était que leurs prix commençaient à 8 $, un élément abordable dans le budget d'un jeune homme, encore aujourd'hui en 1949, et plus encore dans les années 1860. Rappelons-nous que 500 $ par an n’était pas un mauvais salaire pour un chef de famille. Mais George Waters rechigna quant au prix. Son père était un fabricant de boîtes et il connaissait le travail du papier. Peut-être aurait-il pu faire lui-même son propre masque. Il le pouvait et il l’a fait.
L’histoire n’enregistre rien de plus au sujet de la mascarade et nous devons croire que tous passèrent un bon moment. Mais à partir de son masque le jeune Waters réalisa que le papier pouvait être utilisé en couches dans toute les formes possibles et que le résultat était léger, solide et durable, c’est exactement ce qu’il faut pour des bateaux, encore fallait-il qu’il soit imperméable à l'eau.
Il vaut mieux que le bateau flotte !
L'idée du bateau est venue presque immédiatement. Il y avait les grands épreuves de rameurs en Amérique, des concours de skiff simples et d’autres de canoë-kayak de Rob Roy. Les concepteurs de bateaux les voulaient les plus légers et les plus fins possible. Des coques simples de cèdre pouvaient être construites avec un poids maximum de 40 livres (20 kg) pour un bateau de 28 pieds (8,50 m) de long et 13 pouces (33 cm) de large. Ils ne duraient pas longtemps, un contact avec un haut-fond caillouteux pouvait en abimer le fond, mais ces coques de cèdre étaient rapides. Pourtant, une coque de 28 pieds ne pouvait-elle pas être encore plus légère ?
George et son père Elisha pensèrent donc que l'idée valait la peine d’être essayée. Les Waters achetèrent une coque de cèdre désaffectée, la retournèrent le bas vers le haut pour former un moule, ils y posèrent, couche après couche, du papier manila, recouvrant les lés et les imprégnant de gomme laque à volonté.
Lorsque le papier formé a été enlevé du moule, il a été muni de deux lisses légères en épicéa et de deux cloisons transversales. Ces deux éléments, ainsi que la quille, était les seules pièces de bois utilisé dans la construction. Le papier a été soigneusement imperméabilisé à l'intérieur et à l'extérieur avec un vernis.
L'engin fini pesait à peine plus de 30 livres (15 kg) et présentait une surface lisse, sans raccord, presque sans friction à l'eau. Il laissait supposer des avantages de performance certains sur la construction en bois (il était étanche et assez dur pour résister à l'échouage). Par conséquent, la firme Elisha Waters & Sons, alors fabricants de boîtes de papier, a sollicité et reçu des brevets américains et canadiens pour la fabrication de bateaux en papier.
En l'an 1867, la société a commencé la production à grande échelle de coques de course en papier. La vieille coque de cèdre a été abandonnée au profit d'un solide moule en bois avec feuillures coupées pour recevoir les lisses en bois et les pièces de quilles. De cette manière, il est devenu possible de mettre les parties en bois en place avant que la première couche de papier soit appliquée et elles étaient donc être incorporées dans la peau de papier, donnant une véritable construction monobloc.
L'adhésif a continué à être de la gomme laque, mais avec des raffinements constants le poids d'une coque single, de 28 pieds (8,50 m) de long et 12 pouces (30,50 cm) de large, complet avec siège et stabilisateur coulissant, a été réduit à moins de 22 livres (11 kg).
En outre, les bateaux étaient solides. Une coque Waters a été placée sur des tréteaux écartés de 8 pieds (2,50 m) et un homme de 140 livres (70 kg) a été installé dans le cockpit au milieu entre les tréteaux. Le bateau s’est simplement courbé légèrement sous son poids de 1/16 pouce (1,5 mm) sur l’horizontale pour être précis. Le résultat des compétitions a rapidement bientôt conquis le conservatisme inhérent des rameurs.
En 1870, le bateau de papier fut un élément admis dans toutes les courses importantes. En effet, un match d’une coque single d’un bateau de papier contre un ensemble de coques de cèdre était réduit à un concours parmi les bateaux de cèdre pour savoir qui finira second.
En 1876, les bateaux des Waters remportèrent le freshman et Intercollegial Universitaire, le Saratoga International en simples, doubles et quatre barreurs, les championnats nationaux de l’Association nationale de l'American Oarsmen (simples, doubles, et quatre rameurs), le championnat du monde de 1876 Centennial Exposition (simples, doubles et quatre rameurs), plus le championnat professionnel des États-Unis. A ce moment, l'entreprise construisait une gamme complète de coques de course plus au moins un type de bateau de croisière. Comell avait adapté les bateaux en papier pour le travail; la notoriété des bateaux Waters était sur le toit du monde.
Une croisière incroyable
Probablement leur plus gros coup de pouce est venu de Natty (Nathaniel H.) Bishop, maintenant oublié, de Toms River, (New Jersey), un sportif de premier plan et aventurier de l’époque. Natty avait commencé sa carrière par une randonnée en solo à travers l'Amérique du Sud dans les années 1850. Dans les années 1870, plus vraiment jeune, il descendit, en solitaire, le Mississippi dans un radeau de 12 pieds (3,65 m) et un autre en solo (en 1874, pour être précis) de Troy, New York, à Cedar Keys, en Floride, avec un canoê en papier de Waters. Le canoê de papier en stock a été quelque ressemblance avec le Nautilus.
Les années 1860 ont vu les livres de Rob Roy avec leur évangile poussant du canoê kayak. Le Rob Roy fin, à fond rond avait été jugé ici et là avec des résultat variable. C’était la pirogue d'un canoêiste, rapide, facile à la pagaie, raide à la voile, mais à l'étroit et pas trop en sécurité dans les mains du débutant. Le révérend HG Baden Powell (père de Baden Powell du Scoutisme) a mis au point une modification du Rob Roy qu'il dépassa le Nautilus. Cette conception devint standard dans les clubs de canoë dans et autour de New York City dans les années 1870 et a été adopté par le cabinet Troy pour eux même.
Le canoê en stock mesurait 14 pieds (4,25 m) de long, 28 pouces (71 cm) de large, et 9 pouces (23 cm) de creux maximum. Il avait une peau de papier 1/8 pouce (3 mm) d’épaisseur [quelques-uns des obus de course avaient une peau 1/12 pouce (2 mm) d'épaisseur] et pesait 58 livres (29 kg). Nautilus avait un gréement de ketch en plus des deux avirons et pagaies. il a été ponté sur environ un quart de la distance de la proue à de la poupe et a été construit avec un soin considérable. Dans des conditions normales, il était auto-redressant.
Il a été l'un de ces bateaux que l'évêque a pris sur ses propres fonds de Troy à Cedar Keys. Il abandonna ses voiles à Philadelphie et rama ou pagaya le reste du trajet, à l'aide de rames en eau libre et de pagaies dans les petits ruisseaux.
De Troy, il a navigué sur la rivière Hudson jusqu’à New York, puis traversa du Port de New York jusqu’au Delaware et le Canal Raritan, voie d’eau imposante que certains plaisanciers pas trop grisonnants aujourd'hui se souviendront sans tendresse. Le canal fut plus ou moins ouvert aux grands croiseurs jusqu'en 1933 et fut encore praticable en canoê en 1949.
Du Delaware et Raritan, Bishop descendit du Delaware à Philadelphie et dans la baie du Delaware. Ici, il a eu sa seule mésaventure, un chavirage dans un grain, près des caps où la baie a près de 16 miles de large. Le canoê de papier se redressa de lui-même et flotta, mais rempli d’eau. Bishop tira son bateau et le tire à terre, mais la peau de papier frotta durement sur la plage de coquille d'huîtres avant qu’un engin le transporte loin des brisants et vidé. Le lendemain, la peau a été examinée, mais n’a montré que quelques rayures qui ont été rapidement remplis de gomme-laque. Bishop remarque que des canots de bois pesant 300 livres (150 kg) auraient été réduits en copeaux de bois dans des conditions similaires.
Du Delaware, il continua jusqu’à Chesapeake, de là à travers le canal de Dismal Swamp et le Sound Hatteras et (avec quelques portages) par les rivières intérieures vers le golfe du Mexique à Cedar Keys. Il avait mis cinq mois pour le voyage, le bateau de papier n'a jamais été hors de l'eau plus de trois jours à la suite, et sa couverture de papier, sauf quelques éclats et égratignures, a été aussi bonne que le jour où il avait quitté l'usine.
Les écrits de Bishop dans la presse contemporaine et dans ses livres publiés (prix du favori de l’Ecole du Dimanche à cette époque) ont donné à la fine Waters un nouvel élan. L'année 1876 a été celle de leur leur grand succès, mais il est aussi celle du malheur.
Les règles de construction
Nous avons vu le nombre de trophées remportés en compétition cette année-là. La même année a vu le bateau de Bishop exposé au Centennial, et de nombreux clubs nautiques le long de la rivière Hudson avait de 30 à 40 bateaux en papier sur leurs supports. Mais cette même année, l'usine de Troy brûla. Il y eut des tentatives pour relancer l'industrie après l'incendie, mais l'entreprise n’y survécut pas, et puis la famille Waters tint toujours fermement à ses brevets, le processus dépérit et sombra dans l'oubli.
Plusieurs choses doivent se venir à l’esprit du yachtman moderne alors qu’il lit cela. D'une part, les avantages de la légèreté, de la solidité,de l’absence de corrosion et la facilité de réparation offerts par la construction de papier laminé sont toujours des caractéristiques intéressantes. D'autre part, aujourd'hui, nous avons de meilleurs adhésifs de stratification que la gomme-laque. Les chimistes du plastique moderne nous disent que la gomme-laque était le premier plastique moderne. Son utilisation a été connue des Européens dès le 13ème siècle (beaucoup plus tôt en Orient) et il est raisonnablement imperméable à l'eau. Cependant, la gomme-laque devient molle avec l'âge et ses propriétés sont susceptibles de varier d'un lot à un autre. Nos résines phénoliques modernes ont aucun de ces problèmes et sont moins chères aussi.
L’écrivain de ce texte fit des essais avec des stratifiés de papier et, tandis que le premier bateau est encore inachevé, les expériences préliminaires pourront intéresser le constructeur amateur. Des panneaux d'essai de stratifiés collés par de la résine phénolique ont été faites avant la construction proprement dite et les résultats obtenus avec ceux-ci ont été étonnants.
Les panneaux d'essai standard de 12 pouces x 12 pouces (30,5 x 30,50 cm) ont tous été constitués d'une nappe de bristol de 1/32 pouce (0,8 mm) recouverte de six couches de papier manille de 0,012 pouce (0,3 mm) d’épaisseur. Les résines de plastification essayées ont été Stanzall LW Ferdinand, Cascophen de Borden, et la colle Weldwood. Les résultats obtenus avec les trois résines ont été équivalents, mais nous avons trouvé Cascophen de loin le plus facile à manipuler (le mélange n’est jamais grumeleux). Les panneaux terminés pèsent 8 onces (225 g) après le revêtement des deux surfaces et de tous les bords de trois applications de vernis d’espar. Ce poids de 1/2 livre par pied carré (2,5 kg/m2) signifie qu'un canot de 12 pieds (3,65 m), ou un dinghy de 10 pieds (3,05 m) peuvent être construits sur un cadre en bois pour donner un poids global de moins de 50 livres (25 kg).
Les panneaux d'essai ont été trempés dans l'eau pendant 30 jours sans délaminage. Ensuite, nous leur avons donné un mois de trempage et de séchage sur deux jours, toujours sans délaminage et aucune déformation. Enfin nous leur avons soumis à la météo pendant trois mois, à la fin desquels il n'y a pas eu de changement dans les propriétés physiques.
Pour la force, nous avons essayé avec une hache de 3 lb (1,5 kg). La hache, balancée contre le bord d'un panneau, l’écrase, mais ne le fend pas. Balancée contre la surface plane du panneau, la hache perfore mais n’a jamais fait un trou de plus de 3 pouces (7 cm) de long. Les perforations peuvent être réparées en repoussant l’entaille (tout le trou tout à boucher), puis collant deux couches de papier sur les dégâts de chaque côté. Pour cela, la gomme laque (le genre vendu comme joint d’étanchéité des rebords) doit être utilisé. Les colles de résine ne feront pas une réparation durable car l’utilisation de l'adhésif de stratification dans le papier détruit sa porosité et rend l'utilisation ultérieure de résines de synthèse impossible.
Il est évident, bien sûr, que cette méthode de construction ne présente aucun avantage dans le bon marché, la légèreté ou la durabilité des plastiques, le contreplaqué ou des bateaux en aluminium maintenant disponibles. Son seul avantage est qu'il est le seul type de construction monocoque sans couture possible pour le constructeur privé.
Comme la technique des Waters sur un moule en bois massif n’est pas souhaitable dans la construction à la maison, nous nous sommes installés sur un châssis en bois léger similaire à la trame de kayak, car la peau de papier ajoute une rigidité qui manque au revêtement de toile du kayak, certaines des lisses longitudinales peuvent être omises. Le moule sur lequel le papier est appliqué sert également le cadre permanent du bateau. Sur ce cadre, nous plaçons une couche de bristol non glacé de 1/32 pouce (0,8 mm), imprégné de colle imperméable à l'eau et légèrement cloué au cadre. Nous utilisons la colle avec parcimonie, nous ne pouvons pas permettre aux pores du bristol d’être complètement rempli. Lorsque le cadre est entièrement revêtu de carton, nous sommes prêts à appliquer le papier manille.
Le papier doit être mis en place en une seule fois, puisque, comme nous l'avons vu, des nappes supplémentaires ne peuvent être ajoutés après les premiers éléments de ligne de colle. D’abord couvrir le bristol de colle, puis fixer la première couche de papier parallèlement à la quille. Évitez le papier plus large que 18 pouces (50 cm), car il est difficile à manipuler. Couvrez généreusement la quille, la proue et la poupe de papier et appuyez fermement avec les mains. Il collera aussi vite qu’un timbre-poste.
Recouvrez à nouveau avec de la colle, posez les prochains plis, en couvrant d’abord la proue, la poupe, et la quille comme avant. Les deux couches suivantes devront être posées en diagonale de la quille, les deux dernières de la façon que l'on trouve la plus commode. Il n’est pas nécessaire de presser les plis plus fortement qu’avec la main ferme pour lisser les plis. Il n'y a pas besoin de charger les plis pendant que la colle durcit. Pourquoi mettre en place les couches dans des directions différentes ? Parce que le papier (papier fait à la machine) a un grain comme le bois. En posant le grain dans plusieurs directions, nous obtenons une résistance maximale.
La coque finie devrait être laissée à durcir pendant 48 heures avant de la peindre ou la vernir. Donnez trois couches à l'intérieur et à l'extérieur. Le papier peut alors être poncé le même que le bois. Un léger gondolage du papier à proximité des bords de la couche extérieure peut être observé. Cela peut être poncé sans affecter sensiblement la construction.
Le calcul d'un canoë de 14 pieds (4,25 m) est à peu près ceci : contreplaqué et le cadre en spruce (avec visserie), pèse environ environ 25 livres (12,5 kg) et coûte 20 $. Un canoë en bristol et papier pèse environ 17 livres (8,5 kg) et coûte 6 $. La colle résorcinol (Cascophen) environ 10 $. Par conséquent, une bateau étanche sans joint de 50 livres (25 kg) coûte environ 40 $.
Cette méthode de construction semble être la réponse à des objections très valables de M. Herreshoff à la construction de kayak ordinaire. Le cadre ne colle pas à travers la couverture comme les nervures d'un chiot affamé, le revêtement de papier ajoute la rigidité et la force et, tout aussi important, il ajoute la flottabilité. Les panneaux d'essai ont flotté pendant plusieurs jours avant qu'ils absorbent assez d'eau pour couler et le bateau de Bishop, nous nous souvenons, flottait même en étant plein. La méthode semble bien pratique pour les canots, les offres de yacht, duckboats et dériveurs, pour tout bateau qui doit être léger, solide et étanche. Nous ne pouvons pas le recommander pour les bateaux qui resteront dans l'eau pendant de longues périodes de temps. En quelques jours, le papier absorbe près de son propre poids en eau.