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24 juin 2011 5 24 /06 /juin /2011 16:05

Motorisation :

Nous avons toujours imaginé HOA en bimoteur, certes un monomoteur devrait étre un peu plus efficace et apporterait un gain de poids (et aussi financier si sans auxiliaire et sans propulseur) non négligeable.

En consultant les courbes de Volvo ou les barémes de Perkins on trouve : pour un déplacement de 30 t et une longueur à la flottaison de 18 m et une vitesse de 10 nds, environ : 105/110 cv.

 

 tableau Perkins

 

 

 

Certains architectes préconisent, pour une navigation à 85% de la vitesse de caréne, d’avoir un rapport de 3cv/Tonne et une motorisation maxi de 5/6 cv à la tonne.

Ce qui donnerait pour HOA : 90 cv nécessaires à 8,85 nds et un total de 150/180 cv.

Nous avons donc tout d’abord envisagé deux Cumins 8l en atmosphérique, mais leur coût nous a dissuadé de poursuivre dans cette voie.

Nous sommes donc revenus vers des Perkins 6l et 6 cylindres dont nous avions précédemment montés deux exemplaires en 185c dans une unité de 27m (avec réducteur PRM 3/1).

La version 130 cv atmosphérique étant censée produire les poussées suivantes (avec un réducteur 3/1). 

 

 

 

                                                    calcul helices                                                           

 

 

 

Ce qui, même avec un vent contraire de 70 nds et un fardage de 17 m2 (juste pour l’exemple car je ne me vois pas tenter de remonter un tel vent et surtout la mer qui va avec au large, pour le plaisir…), nous laissait encore une poussée équivalente à 150 cv disponibles, donc pas nécessaire de rester la poignée dans le coin pour faire simplement face au vent et à la mer.

                                                           pression vent.

Puis finalement notre décision fut prise : 2 fois 185cv avec réducteur 3/1.…et nous avons monté des 215 cv avec réducteur 2,5/1, toujours à cause du dieu $ !

Les réducteurs 2,5 (Hurtz) étant bien moins chers que les 3/1 PRM , plus un prix intéressant sur des 215C.«en stock ».

A l’usage, il s’avère que les deux 130 C auraient été bien suffisants (avec des réducteurs 3/1). Précaution nécessaire : compléter le tableau  moteur avec aussi la pression  et la température d'huile des inverseurs .

D’ailleurs, Aurora Magnética  n’avait que deux 4236 (85cv) ce qui ne l’a pas empêché de traverser l’Atlantique à plusieurs reprises (même si dans ce cas la réserve en cavalerie est réduite à sa plus simple expression).

Un Hollandais, il y a une vingtaine d’années a réalisé son tour du monde sur un bateau en alu de 12 m avec un simple 4236 de 85 cv sans probleme.

Polar Bound a, en monomoteur, plusieurs tour du monde à son actif et les passages NE et NW. http://www.powerandmotoryacht.com/features/0202circumnavigation/

D’aprés les tableaux de Perkins, compte tenu du déplacement de HOA, de sa longueur à la flottaison, de la vitesse de caréne ( 10,50 nds env.) nous étions à cheval sur le choix entre le rapport de réduction 2,5 ou 3, le coût nous a fait pencher vers le 2,5/1.                                                                 

                                                        

 

helice.jpg

Mais, par exemple avec deux 185 c Perkins et des réducteurs 3/1, nous pourrions naviguer à la même vitesse de 9,8 nds avec env. 350 t/mn en moins au compte tour, nous aurions sans doute un meilleur rendement et certainement moins de bruit d’hélice et de transmission .

Pour ce qui concerne le système d’échappement nous sommes restés fidéles au pot à barbotage . Les avantages de ce principe sont liés à la facilité de faire serpenter les tuyaux d’échappement et à un niveau sonore trés raisonnable.

Ses inconvénients : à l’arrêt, lorsque les moteurs refroidissent, un air fortement chargé en humidité salée est « aspiré » vers les cylindres. Un tel montage devrait aussi systématiquement être équipé d’une alarme sur l’arrivée de l’eau brute ainsi qu’une sonde de température sur le pot à barbotage car, en rivière chargée en feuilles mortes ou en herbes; en mer dans des zones de glaces, de pierres ponces (c’est déja plus rare !) ou de ..sacs plastiques (de plus en plus fréquent ) la grande faiblesse de ce système à barbotage c’est de ne plus barboter ! Avec les conséquences plus ou moins graves : rotor de pompe, pots en plastique percés, ou tuyaux d’échappement prenant un « coup de chaud ».

face-moteur.JPG

Une précaution intéressante serait aussi d’avoir possibilité de basculer sur un autre filtre dans « l’urgence » (mais bon, si c’est un plastique collé sur la crépine qui est la source du problème…) D’autre part, nous utilisons des filtres Vetus 1320 ; le principal défaut de ce filtre est que les fentes de filtration sont bien trop grandes (env. 1x5mm) et laissent passer une grande quantité de débris dont on retrouve une partie dans le filtre du moteur (aprés la pompe eau de mer sur les 215c) et dans les différents échangeurs jusqu’aux trous situés sur le pourtour de l’échappement.

Lors de notre commande de filtre, le modèle 1900 était d’un prix prohibitif et les autres modéles (Vetus ou autres avec trous de filtre de 0,8mm) étaient soit en inox, soit en bronze.

Notre carburant est situé dans 4 réservoirs de chacun env.1800 lt. Ces réservoirs auraient dû être intégrés à la coque et faire chacun 2100lt, mais une malfaçon dans leur réalisation a obligé la découpe de leur plafond et le remplacement par des réservoirs indépendants.

                                              Img_0112.jpg

Un premier système de pompes (Japy ou électrique, mais à l’usage je ne me sers que de la Japy…je dois avoir des gènes de Shadocks !! ) permet le transvasement depuis les réservoirs principaux vers les réservoirs journaliers via un premier filtre Racor à 30 microns. Les réservoirs « journaliers »(réalisation Bouchonneau à Marans) ne font que 125 lt chacun et à 10nds ne sont que des demi-journaliers. De toute façon, en mer je descends environ toutes les deux heures pour jeter un oeil et refaire les niveaux de GO (l’installation de caméras serait un plus pour un ‘visuel’ permanent). Au départ de chaque réservoir journalier il y a un filtre double de la gamme 500 de Racor avec une filtration à 2 microns. A ce jour pas eu de problème avec le GO, malgré un plein trés douteux effectué à Bizerte, un conseil : faites le plein où les pécheurs locaux font la queue. A Kélibia le GO était bien plus propre (faire attention tout de même à la dérivation posée au départ de la pompe qui peut servir à un local pour faire le plein sur votre compte …).

Petite remarque : nos mises à l’air font 25 mm de diamètre intérieur et sont situées 800mm au dessus du pont avec un col de cygne ; à ce jour pas de problémes lors des remplissages malgré que nous reduisions ce diamétre en enfoncant un tuyau dont l’autre extrémité plonge dans un seau pour éviter un éventuel renvoi sur le pont .

Img_0107.jpg

Pour le tube d’étambot nous sommes restés fidéles au bain d’huile (un temps appelé Cederval ) un tube d’une épaisseur de 25 mm (diam ext. 120 mm et int. 70 mm) usiné aux deux bouts pour accepter des bagues en cupro alu (usinées au petit poil et montées à l’azote liquide par Mr Marie à Ouistreham) et des couvercles avec joints toriques et joints à levre. Avantage : une rotation trés douce mais malheureusement trés sensible au fils de pêche.

Il serait interessant de fixer à demeure une pompe à graisse, comme celle ci dessous, en secours lorsque les joints spi n'ont pas digérés un  fil de pêche.

                                                                     pompe tube étambot

Coté exérieur : hélices quadripales en cupro-alu en 27’X27’ qui à notre avis ne ‘prennent’ pas assez de chevaux ,50 cv à 1850 t/mn alors que la courbe Perkins d’hélice permettrait 90cv avec le 215c et 130cv avec le 185c. Aprés interrogation de deux importants fournisseurs sur la place …, je suis toujours sans aucune réponse 7 mois plus tard, ils sont plus rapides pour vendre ! Nous aurions pourtant préféré sortir cette même puissance vers les 1600 t/mn (sur la courbe vers les 1450t/mn + plus une petite marge de 150 t/mn).

Si cela n’avait pas eu un coup supplémentaire (en chaudronnerie) il aurait été intéressant de dessiner des demi-tunnels, cela nous aurait permis de diminuer notre tirant d’eau d’autant. Le challenge ultime : ne pas avoir plus de tirant d’eau pour les appendices que pour la coque soit 1,014 pour être précis. Point positif de la position actuelle des hélices : à ce jour jamais entendu de cavitation ou d’accélération , (comme lorsque les hélices se retrouvent à ‘l’air’ ou trop proches de la surface).

Coté intérieur : les lignes d’arbres (diamétre de 60 mm)sont usinées avec le même cône que du côté hélice (ce qui en théorie devrait nous permettre d’inverser les lignes d’arbres ‘bout pour bout’ et déplacer les zones d’usures en temps venu et reporter la recharge ou le changement d’autant). Sur ce cône, il y a un tourteau d’accouplement sur lequel a été usiné une gorge pour une éventuelle courroie. Puis vient une butée Aquadrive censée passer le double de notre puissance,mais nous n’avons pas, par soucis d’économie, monté un joint de la même marque mais un simple cardan.

Img_0113--2-.jpg

Plus bruyant mais nettement moins couteux. Dans deux précédents bateaux nous avions opté pour l’ensemble Aquadrive et c’est bien plus silencieux. Un détail intéressant que j’avais vu sur un bateau américain (mais que nous n’avons pas encore réalisé) le joint où le cardan est entouré par un fort collier d’un diamêtre supérieur (donc sans contacts) et ce collier est fixé sur les bâtis moteur : en cas de rupture d’une extrémité du joint, celui ci ne peut se transformer en un fléau dévastant tout ce qui se trouve à sa portée.

La ventilation du compartiment se fait via des louvres construites dans l’épaisseur du roof et dont la chicane intérieure se trouve env. à 800mm du pont, soit env. 2240mm de la flottaison. Néanmoins je regrette de ne pas avoir pensé à mettre ces prises d’air dans l’axe du bateau retardant d’autant leur potentiel envahissement (actuellement vers 90°) ou leur condamnation. La section totale de l’admission d’air est de 1500cm2, ce qui devait donner une vitesse de l’air trés raisonnable de l’ordre de 2,5 m/s (pour des moteurs fournissant leur puissance maxi).

 

Mais à l’usage, en climat trés chaud (temp. ext. 37/40°), la température du compartiment moteur devenait « inconfortable » nous avons donc rajouté un ventilateur puissant et depuis … nous naviguons dans des pays’froids’ !! (de toute façon notre chien ne supporte pas la chaleur ).

001--2-.jpg

L’insonorisation est, à l’intérieur du compartiment moteur, en mousse « aglo120 » de 45 mm d’épaisseur et à l’extérieur sur la cloison arrière du compartiment en 20 mm de mousse.

Mais il ne faut pas se faire d’illusions à partir du moment où le choix s’est porté sur un compartiment moteur central (centrage des poids et gain de ‘longueur’ dans les aménagements) cela se paye par rapport au choix d’un compartiment arriére (plus silencieux et plus de hsb 1,85m dans le compartiment).

Cela fait partie des nombreux choix et compromis qu’il a fallu faire .

Pour les commandes moteurs, nous sommes restés en commande avec cables par soucis de rester dans nos choix directeurs : simplicité, économie, fiabilité.(mais nous avons déja cassé trois cables en 9 ans, un des trous destinés à leur passage induisait une contrainte latérale ; nous sommes passés à une autre solution moins esthétique ,mais avec des courbes plus douces…on croise les doigts.)

Nous avions aussi envisagé le montage d’un système de démarreur ’autonome’, à ressort ou hydraulique, mais toujours le probléme des $$$, sinon je pense que cela serait un plus non négligeable car je ne vois pas comment lancer des 6 lt à la main en cas de « black out ».

Pour les vitesses enregistrées à différents régimes :

- sur un moteur à 1400 t/mn : 6,6 nds et consommation de 0,61 lt au mille.

- sur un moteur à 1500 t/mn : 7 nds et consommation de 0,81 lt au mille.

- sur un moteur à 1600 t/mn : 7,4 nds et consommation de 0,92 lt au mille.

- sur un moteur à 1800 t/mn : 8,3 nds et consommation de 1,46 lt au mille.

- sur deux moteurs à 1780 t/mn : 8 nds et consommation de 1,14 lt au mille.

- sur deux moteurs à 1850 t/mn : 9,80 nds et consommation de 1,78 lt au mille.

Pour des vitesses supérieures, nous n’avons pas navigué suffisamment longtemps à de tels régimes pour avoir des résultats fiables . vitesse maxi 11,6nds à 23OO tr/mn pendant 5 mn.

Il est intéressant de comparer les consos à 8,3 nds sur un moteur et celles à 8 nds sur les deux. Dés que le régime sort du couple maxi, nous ne sommes plus dans la zone ‘économique’ et il vaut mieux avoir les deux moteurs qui tournent.

D’autant plus qu’à partir de cette vitesse le frein de l’hélice non utilisée doit devenir suffisamment significatif.

Ces consommations sont celles mesurées ‘in situs’ aprés remplissage (avec la fameuse Japy à 0,22lt par mouvement !) , ce ne sont pas des quelconques prévisions optimistes de chantiers…

A titre d'information il y a quelques jours sur le chemin du carénage, avec un bateau très sale, les quilles anti-roulis rajoutées depuis cet article, le fardage du mât et chargé presque à bloc (32T à l'élévateur) notre consommation les deux moteurs tournants à 1450 tr/mn à été de 1,52 lt/mille pour une vitesse de 7,35 nds...

Mais bateau vraiment sale avec une colonie de moule sur presque toute la carène...oups j'ai honte :)

                                                                       

Notre colonie de moules...

Notre colonie de moules...

Motorisation

Bonne nouvelle, (enfin) propre Hoa retrouve à très peu près ses consommations et vitesses d'origine et ce, malgré le fardage du gréement, la trainée et la surface mouillée des quilles anti- roulis, sa charge maximum actuelle et un état de surface de l'antifouling pas terrible :

2 moteurs :

1000 T/mn 5,9 nds

1100 T/mn 6,8 nds

1200 T/mn 7,2 nds

1400 T/mn 8,0 nds

1450 T/mn 8,3 nds soit 1 noeud de pus que sale et avec une conso moindre

1600 T/mn 8,7 nds

1800 T/mn 9,5 nds

2000 T/mn 10,10 nds si si j'ai “osé” pousser jusque là …

Consommation moyenne sur le trajet, avec ces essais 1,22 lt au mille.

 

1 moteur :

1500 T/mn 7,3 nds et consommation de 0,85lt au mille.

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