Un défi technologique, le canoë en béton !

Le secteur du génie civil est peu propice à la mise en œuvre de projets dans lesquels les étudiants construisent réellement un ouvrage. La taille et le coût des réalisations sont souvent un obstacle.
Depuis deux ans quelques départements Génie Civil d’IUT de France se sont lancés dans la construction de canoës en béton. Cela peut surprendre à première vue, mais loin d’être absurde. Les plus grosses barges sont en béton armé. On peut citer les éléments du port artificiel d’Arromanches construits dans le port de Londres et remorqués jusqu’en Normandie pour faciliter le débarquement d’hommes et de matériel après le 6 juin1944. Plus récemment la barge N’Kossa au large du Gabon sert d’usine flottante de traitement du pétrole brut.
Mais restons réaliste, le projet présenté dans ces quelques pages consiste à construire un canoë en béton, permettant le déplacement en toute sécurité sur l’eau de deux passagers

Les grandes lignes du cahier des charges sont les suivantes :

• Le matériau utilisé pour la structure de la coque doit être obligatoirement du béton avec ou sans armatures. On entend par béton un assemblage de granulats inertes, de liant hydraulique, d’eau et d’adjuvants. Les armatures sont du type acier, fibres de verre ou fibres végétales.
• Les dimensions ne doivent pas dépasser 6m x 1m
• Le canoë doit être insubmersible par l’addition de caissons de flottabilité.

L’origine de ce type de projets vient du Canada où depuis de nombreuses années des compétitions inter-écoles de canoës en béton se déroulent sur le fleuve St Laurent. La décision de participer à la compétition de Bourges cette année a été prise par les responsables du Département Génie Civil de l’IUT de REIMS. Dans le programme pédagogique de deuxième année, il existe des projets tutorés (150h de travail par étudiant) encadrés par un enseignant. En fin d’année, trois semaines sont consacrées à la réalisation d’un projet de fin d’études. Ce projet de création de canoë s’appuie sur ces deux parties du programme pédagogique.

A partir des contraintes imposées par le règlement, tels que le dosage en adjuvant, les côtes maxi et le nombre de passagers, nous tentons de réaliser un bateau, qui peut être armé ou non. Après analyse des différentes difficultés, on s’est orienté sur le développement d’un béton constitué d’armatures. L’acier est très couramment employé pour construire en béton armé, mais le poids étant une contrainte non négligeable dans le cadre de notre projet, nous nous sommes rapidement mis à la recherche de matériaux « plus léger ».

Rapidement, le chanvre et la fibre de verre nous sont apparus être des matériaux plus adaptés à notre utilisation. A l’issue de ces choix, nous sommes entrés en contact avec des sociétés, qui distribuent et utilisent couramment ces matériaux dans la construction.

Après avoir déterminé les matériaux à employer, nous nous sommes intéressés à la forme du canoë. Dans la mesure où nous sommes des néophytes, en ce qui concerne le canoë, nous nous sommes mis à la recherche d’un club de « canoë-kayak », dans le but d’obtenir des informations en ce qui concerne le comportement, et les techniques à employer pour déplacer et diriger une telle embarcation. A partir de ces éléments, on a pu déterminer la forme à adopter, en fonction des problèmes de stabilité et de flottabilité.

Nous avons orienté notre étude sur plusieurs points :

• Le choix du matériau :
  Pour réaliser l’étude des matériaux, nous avons fait appel à des sociétés, aptes à nous fournir les matériaux que l’on trouve difficilement dans le commerce. C’est ainsi que « la chanvrière de l’Aube » s’est engagée à nous fournir le chanvre, et « Partner Engineering » s’est proposé de nous procurer la fibre de verre et les composants nécessaires à la production de « Composite Ciment Verre », plus couramment appelé CCV.
  Le chanvre n’étant pas traditionnellement employé comme moyen de renfort de structure, nous devons imaginer et concevoir, sans l’aide de professionnels, des compositions, ainsi que des méthodes de mise en œuvre.
  A l’inverse, le CCV est très couramment utilisé par Partner Engineering, qui emploie cette composition pour produire des panneaux de façade et des éléments décoratifs. C’est pourquoi nous avons entrepris de visiter les installations de cette entreprise, afin de cerner les difficultés de production et de dosage d’un tel matériau. A la suite de cette visite, nous avons pu rencontrer le directeur de Partner Engineering, qui nous a renseigné sur les propriétés et les influences des composants à employer.
  Après avoir pris en compte les contraintes d’ouvrabilité et d’influence des compositions, nous avons débuté une série de tests, avec l’assistance des professeurs, qui ne sont pas encore achevés.
  Dans un second temps, nous réaliserons des tests de résistance, afin de déterminer le matériau et la composition, qui correspond au mieux à nos besoins.
  
  
• La forme du canoë :
  Après avoir étudié les divers aspects du projet, on s’est lancé dans la phase dite « d’étude », en partenariat avec divers groupements, associatifs et professionnels. C’est ainsi que le club de canoë-kayak de Sillery nous a fourni un canoë en fibres de verre afin d’étudier la forme de la coque.
  A partir de cette coque, nous avons réalisé le profil en long du canoë sur AUTOCAD, mis à disposition par le département de Génie Civil, de sorte à calculer, de manière simplifiée, le volume d’eau déplacé, élément indispensable pour étudier les phénomènes de flottabilité mis en avant par la loi d’Archimède. De plus, cette modélisation en trois dimensions, nous permettra de constituer l’empreinte du bateau. Après simplification des diverses coupes du bateau, on tirera sur table traçante les points numérisés, qui détermineront les gabarits nécessaires à la réalisation du moule.
  
  
• La construction du coffrage :
  Nous avons mis au point un coffrage reproduisant la face extérieure du canoë, et nous appliquerons le matériau contre le moule. La coque supérieure sera coulée directement sur les flotteurs.
  
  
• Le transport et la manipulation :
  C’est une contrainte qui est entrée en ligne de compte très en amont dans le projet pour ne pas avoir de surprises lors du transport Reims Bourges aller-retour sur la route, (conception des berceaux), nous étudions aussi les manipulations pour la mise à l’eau, et récupération sur le rivage ainsi que la conception et l’ancrage des poignées.
  
  
• Aspect sportif du projet :
  Après avoir retenu le matériau idéal, nous construirons un canoë, que nous testerons, avant le concours, afin de vérifier nos prévisions sur l’étanchéité, la flottabilité et la stabilité. Il nous faudra aussi nous familiariser avec les différentes techniques utilisées, dans le monde du canoë-kayak, pour diriger et déplacer notre embarcation.