Rigidité des mats et taux de carbone - Tout savoir sur ...

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Rigidité des mats et taux de carbone - Tout savoir sur ...
27 avril 2017 8110 Views

Un mat de windsurf est caractérisé par 3 éléments

- Sa courbure (flex top / constant flex / hard top)

- Sa rigidité (IMCS 19 / 21 / 25)

- Sa rapidité (lié au taux de carbone)

Ces 3 éléments sont importants et souvent mal compris ou mal interprêtés. Faisons le point.

La rigidité

La rigidité d'un mat caractérise la tension nécessaire pour cintrer le mat. Elle a une influence évidente sur

  • le comportement du gréement dans les vents irréguliers
  • le comportement du gréement au pumping
  • la facilité (ou pas) pour gréer

Un mat globalement trop souple va donner un gréement avec peu de rendement

Un mat globalement trop raide va donner un gréement exigeant physiquement

Pour pouvoir comparer les mats entre eux, une norme (dite IMCS) a été mise en place en 1994 pour caractériser leur rigidité. Elle consiste à fixer un poids de 30kg au centre du mat, et de mesurer les déplacements au centre du mat. A partir de cette mesure , on en déduit notamment la rigidité IMCS du mat à l’aide de la formule suivante :
IMCS = (longueur)³ / [(déformation au milieu) x (465)²])

Le marché du Windsurf a décidé de standardiser les rigidités en fonction des taille de mat et de produire systématiquement des mats de
  • 17 IMCS en 370
  • 19 IMCS en 400
  • 21 IMCS en 430
  • 25 IMCS en 460
  • 28 IMCS en 490
  • 32 IMCS en 520

Cette technique a le mérite d’être utilisée par tout le monde de la même façon, mais il est évident qu’elle a ses limites. Dans la réalité, le mat n’est en effet pas cintré par un effort en son centre mais par une force de compression appliquée à ses 2 extrémités.

Par contre, le mérite de cette première méthode grossière est de montrer une bonne fois pour toute qu’un 100% carbone n’est pas plus rigide qu’un 15% , contrairement à beaucoup d’idées reçues, car à taille donnée, ils ont le même IMCS.


un mat 100% carbone n’est pas plus rigide qu’un 15%


Malgré son nom prometteur (Indexed Mast Check System) , on voit tout de suite la limite de cette méthode de comparaison des mats puisqu’elle ne tient compte que le la déformation du mat en son centre, et donc absolument pas des raideurs des différentes parties. Nous aborderons ce point dans un autre post.

Taux de carbone et rapidité

Idée reçue

Au chapitre des idées reçues profondément encrées dans la tête de 80% des windsurfers : "plus un mat contient de carbone, plus il va être rigide et exigeant". Ceci est faux et archi faux ....on n'est même pas loin du contraire !!!

L'intérêt du carbone

Si on reprend le chapitre ci dessus, tous les mats de 4m30 ont la même rigidité .. ce qui ne veut pas sur que ce sont les mêmes.

Mais alors quel intérêt d'avoir un mat avec plus de carbone ? Pour le poids, tout simplement ... mais ça a tellement d'importance !

Pourquoi un mat avec plus de carbone est plus léger ?

Comme tout le monde le sait, le carbone permet d'apporter de la rigidité à un composite. Comme on ne cherche pas à faire plus rigide (cf plus haut), mettre du carbone permet surtout d'utiliser moins de matière pour la même rigidité. Au final, cela fait un mat plus fin (au niveau de ses parois), donc plus léger.

Ai-je vraiment besoin d'un mat plus léger ?

Dans un sens, c'est cela la bonne question : pourquoi mettre 800€ dans un mat pour gagner 300g ? Il n'y a qu'à forcer un peu moins sur la fourchette à midi et le tour et joué.

Et bien non ! Tout simplement car vous ne portez pas votre mat sur le dos en naviguant (oui, le sais, c'est un scoop).

Un mat léger a 3 intérêts primordiaux

  • il a moins d'inertie en général, ce qui simplifie les manipulation du gréement (transport, manoeuvres, pumping etc.) et participe à l'agréement général de la voile.
  • il est plus rapide dans ses réactions aux fluctuations de vent
  • il est plus nerveux au pumping

Un mat plus rapide .. mais pourquoi ? ca va pas me faire avancer plus vite ! ... en bien si, et bien plus encore.

Un mat rapide, pourquoi faire ?

On va rentrer dans le détail de la dynamique d'un mat, et je vous averti que c'est un peu technique, donc prenez une aspirine avant de continuer. Vous verrez, cela vaut le coup de comprendre.

Dans le monde réel, lorsque vous naviguez, la vitesse du vent dans lequel évolue votre voile change en permanence. Si vous désirez absolument échapper à ceci, il va falloir naviguer dans une soufflerie :)

  • A chaque ‘survente’, le vent va déformer votre voile et engendrer une torsion supplémentaire de votre mat en tête. Ceci participe à l’ouverture de la chute de la voile.
  • A chaque ‘dévente’, la voile a reprendre sa forme initiale (la chute va se fermer notamment) car le mat va se détendre

On parle ici de survente et de dévente, mais il faut bien comprendre qu'il ne s'agit pas uniquement d'une grosse rafale ou d'un gros trou de vent. Cela peut aussi être une fluctuation de vent qui dure 0,5s.

Evidemment, plus le mat est léger, moins il a d’inertie, et plus il va se déformer rapidement. Si on trace un diagramme de la déformation du mat en fonction des changement de vitesse du vent pour 3 mats différents, voici ce que l’on obtient.

.. je vous avait dit que àa pouvais faire mal à la tête. Voici une explication du shéma ci dessus :
Cas de la dévente

Dans ce premier cas, le vent baisse brutalement. Au moment où il est le plus faible, le mat rapide (D1) s’est pratiquement adapté immédiatement et a permis à la chute de la voile de se refermer pour être à nouveau efficace, alors que le mat le plus lent (D3) commence juste à réagir. Avec ce dernier, la chute est encore complètement ouverte alors que le vent est au plus bas. La voile n’est alors pas du tout efficace.

Dans le cas d’une dévente, un mat rapide permet dont d’avoir un rendement beaucoup plus important. En effet, la voile va générer de la poussée à un moment ou le vent est pourant plus faible.
Cas d’une survente
Dans ce 2e cas, le vent monte brutalement. Le mat le plus rapide se déforme rapidement et permet à la chute de la voile d’ouvrir très vite. La durée (T1) durant laquelle la voile ‘tire fort dans les bras’ est très courte. Avec le mat le plus lent, la chute met un long moment à s’ouvrir (T3). Durant toute cette phase, la voile tire beaucoup dans les bras sans générer de vitesse, et elle a tendance à ‘embarquer’ le windsurfer.
Dans le cas d’une survente, un mat rapide permet de tenir beaucoup plus facilement la voile, et de générer de la vitesse au lieu de se faire 'arracher'.
Conclusion

SI vous avez réussi à suivre sans migraine, vous avez donc compris ! Un mat rapide n’est pas plus technique à utiliser qu’un mat lent, bien au contraire ! Un mat rapide va permettre d'avoir une voile plus efficace, mais qui arrache moins les bras. Cela permet entre autre de mettre une surface de voile moins grosse pour passer les molles, et de mieux accélérer dans les rafales tout en naviguant plus confortablement.

Un mat rapide va permettre d'avoir une voile plus efficace, mais qui arrache moins les bras

La rapidité est fonction de la raideur et de l’inertie (donc du poids). Comme la raideur est un paramètres constant (rappelons nous que tous les mats ont globalement la même raideur à taille égale), c’est principalement le poids du mat qui compte, et en particulier le poids en tête. Ceci explique pourquoi les mats à fort taux de carbone sont en général rapides.

Je n'ai pas le niveau pour utiliser beaucoup de carbone

Si vous avez suivi tout ce qui précède, vous savez maintenant que cette affirmation est totalement fausse. Je vous rassure, c'est une remarque que nous entendons au moins 20 fois par semaine, donc vous n'êtes pas seul à le penser.

Vous savez désormais qu'un mat avec beaucoup de carbone facilite la vite de TOUS les windsurfeurs.

  • La débutant y gagnera en facilité et en plaisir
  • Le pro y gagnera en performance

Le seul point sensible est celui du tarif, puisqu'un mat contenant beaucoup de carbone est aussi beaucoup plus cher qu'un mat basique. Il faut compter entre 100 et 150eur pour un mat en 30% de carbone (mat très basique), et jusqu'à 500 à 1000eur pour des mats 100% carbone.

Quel 100% carbone ?


Pourquoi y a t'il tant d'écart entre un mat 100% et un autre ? Tout simplement parce que 100% carbone ne veut pas dire qu'ils sont identiques.

Sans parler de courbure (nous y viendrons dans un articule suivant), il existe des milliers de type de fibre de carbone et des 10aines de façon de les mettre en oeuvre. Le challenge étant que ce soit le plus léger possible et suffisamment solide à la fois ... l'équation n'est pas simple.

Globalement, pour faire très léger et solide, il faut mettre en oeuvre

  • des matériaux plus onéreux (carbone haut module, résines haut de gamme)
  • des procédés de fabrication plus complexes (prepreg, cuisson)
  • un contrôle qualité plus pointu (test individuel de chaque mat)

Un bon exemple est visible chez North et NeilPryde qui vendent chacun 2 mats 100% carbone avec des écart de prix de plus de 30%. Il s'agit des SPX95 et TPX100 chez NeilPryde, et Platinium et Platinium aéro chez North. On vous conseille de tester: la différence est flagrante en terme de plaisir et d'agréement !!


#Mat, #Conseil Posted in: Windsurf