Guide d'achat: Quel bloc utiliser pour quel usage ?

Sans poulies, rien ne fonctionne pratiquement sur un voilier. Que ce soit sur les drisses, les écoutes, le pataras, le hale-bas de bôme, les éléments de réglage ou simplement la ligne de pavillon, les cordages et les poulies sont omniprésents à bord. Pourtant, ces ferrures d'apparence simple ont en fin de compte une influence décisive sur le fonctionnement et la maniabilité du bateau.

L'écoute de grand-voile en est un bon exemple. Le fait qu'elle soit facile à régler, même avec plus de pression, ne dépend pas seulement de la démultiplication et du point d'attaque sur la bôme, mais aussi des poulies utilisées, plus précisément : de leur diamètre de poulie et de leur logement.

En ce qui concerne le diamètre des disques, plus ils sont grands, mieux c'est. Il y a deux raisons à cela : Plus le rayon de courbure est petit, plus le cordage se déforme, ce qui oblige la tresse à travailler davantage et les fibres à supporter une charge inégale. C'est pourquoi les fabricants de cordages imposent souvent un diamètre minimum. Pour les constructions tressées courantes aujourd'hui, on part d'un diamètre de huit fois celui du cordage. Dans l'idéal, une écoute de 10 devrait donc passer sur une poulie de 80, ce que l'on ne trouve guère à bord des bateaux de série. On y trouve plutôt des voiles de 50 à 75 millimètres. Dans les poulies violon ou les cosses, le cordage passe en général sur des rayons beaucoup plus petits.

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Un diamètre de ligne plus petit signifie plus de friction, car le disque doit tourner plus vite. Cela fait entrer en jeu le logement de la poulie et le frottement qui y est inévitable. Lors de l'amarrage, cela peut passer inaperçu, car la force de frottement se superpose à la force nécessaire pour régler la voile et est ainsi tout simplement maintenue pour la pression du vent. Par contre, si l'écoute doit être amarrée par vent faible, les effets de frottement se font sentir. C'est justement dans le cas de talons fortement réduits que l'écoute sort souvent à contrecœur après le relâchement du taquet. C'est le signe évident d'une mauvaise combinaison de poulies et de cordages et de paliers difficiles à manier.

A propos des roulements : presque tous les fabricants proposent différents types. Cela s'explique en partie par la volonté de répondre à différents segments de prix et aux exigences des clients, mais aussi par le fait que chacune des constructions présente des avantages et des inconvénients. Il n'y a donc pas de vérité générale. Il s'agit plutôt d'adapter la forme de construction et la technique de stockage à chaque cas d'application.

Survie de la quincaillerie

Le facteur décisif est de savoir si la poulie est soumise à des charges dynamiques ou statiques. Dans le cas d'une application à bord, on distingue trois scénarios : les charges dynamiques, comme dans l'écoute de grand-voile mentionnée au début, où les rondelles doivent bouger fréquemment, mais ne sont soumises qu'à des charges modérées. Les charges statiques, par exemple sur une drisse, un pataras ou un hale-bas de bôme. Là, les renvois sont soumis à une charge permanente élevée, mais ne doivent guère bouger. Et enfin, les charges de choc, générées par exemple par un empannage ou un spi qui s'ouvre soudainement.

Il s'agit principalement de la survie des ferrures. La vitre, le palier et la fixation ne doivent pas pouvoir bouger au moment du choc, mais ne doivent pas être endommagés par le pic de charge. Pour vous aider à choisir la technique de stockage la plus adaptée, nous avons résumé les avantages et les inconvénients dans des encadrés d'information individuels.

Lors du choix de la poulie, la technique de stockage n'est pas le seul facteur à prendre en compte, il faut également déterminer à quelles forces l'accastillage doit résister. La bonne nouvelle, c'est qu'il n'y a guère de problèmes sur les écoutes réglées à la main, à l'exception des joncs brevetés. En règle générale, le diamètre du cordage utilisé détermine automatiquement un accastillage suffisamment dimensionné, car la ligne doit pouvoir passer à travers la poulie.

Cela devient plus risqué si le cordage a été aminci au maximum pour des raisons de poids ou si l'écoute est passée sur un winch, par exemple comme système German-Mainsheet. Dans ce cas, il vaut mieux garder un œil sur la charge de travail. Cela vaut également pour la souplesse de fonctionnement des poulies. Pour les poulies à roulement à billes en particulier, les indications du catalogue des fabricants ne sont pas toujours optimales. Comme nos tests l'ont montré par le passé, le frottement de ces blocs augmente déjà nettement à la moitié de l'indication du catalogue. Et ce, pratiquement indépendamment du producteur. Il vaut donc la peine de dimensionner généreusement la ferrure.

Seul un bloc bien aligné fonctionne facilement

Mais un autre danger guette, car plus la poulie est grande, plus l'espace entre la vitre et la joue latérale augmente. Si le cordage s'y enfonce, la poulie se coince et rien ne va plus. Dans le pire des cas, le cordage fait littéralement exploser la poulie et s'endommage lui-même.

Ce qui est risqué, c'est surtout la combinaison de fines tresses simples en Dyneema et de grandes fentes. Si la poulie ne s'aligne pas parfaitement, par exemple parce que l'émerillon est bloqué, la suspente peut sortir de la rainure et se retrouver dans la fente et se prolonger jusqu'au palier.

Les manilles de cordage ou les boucles en Dyneema ne remplacent pas un émerillon facile à utiliser. Seule une poulie bien alignée fonctionne facilement et atteint sa pleine charge de travail et de rupture. Dans ce contexte, l'utilisation de boucles en Dyneema ou de manilles de cordage est souvent mal évaluée. Les raccords textiles ont un effet doux et souple et permettent à la poulie de pivoter merveilleusement dans le sens de la force lors du test de traction à la main. Mais en navigation, il peut en être tout autrement. Lorsqu'une charge sérieuse est appliquée sur la boucle ou la manille, celle-ci est tout sauf souple. Le matériau devient rigide et prend la forme la plus favorable pour la direction de la traction. Il développe alors un énorme couple de rotation qui peut forcer le bloc frappé à prendre une position nettement inclinée. Il faut veiller à ce que le point d'attache et l'orientation souhaitée de l'axe du bloc soient alignés. Il est éventuellement possible de désamorcer le problème en croisant la manille.

Pour que le bloc fonctionne longtemps et facilement, il faut l'entretenir. Le principe est le suivant : plus le stockage est complexe et plus la charge est élevée, plus l'entretien est important. De ce point de vue, les cosses coulissantes sont clairement gagnantes. Toutes les autres ferrures doivent être régulièrement rincées à l'eau douce. Les blocs de roulements à billes et à rouleaux peuvent souvent être démontés, ou bien nettoyés dans un bain à ultrasons.

Paliers lisses : économes et avantageux

La technique de stockage simple supporte des charges élevées

Il est difficile de construire un bloc avec moins de pièces mobiles. La poulie tourne directement sur l'axe en acier inoxydable, généralement formé comme un rivet, qui maintient les parties latérales du bloc. Les principaux avantages de cette construction sont le peu d'entretien nécessaire, la durée de vie et la capacité de charge élevée. De plus, les blocs de glissement peuvent être fabriqués à moindre coût, ils se composent de peu de pièces qui, en outre, ne nécessitent pas de tolérances extrêmement faibles. La poulie peut être fabriquée en métal ou en plastique. Ces derniers se déplacent souvent directement sur l'axe métallique. Les modèles plus élaborés possèdent une douille en plastique spécial pour roulements. Comme la surface d'appui du roulement est relativement grande, les poulies supportent certes des charges élevées. Mais le contact sur une grande surface génère également plus de friction.

Cela est d'autant plus évident que la poulie doit tourner rapidement. L'écoute ne se déroule donc pas aussi bien ou ne peut pas être serrée aussi rapidement. En revanche, pour les petits mouvements de câble, le frottement du palier ne joue pas un grand rôle. C'est pourquoi les blocs de glissement sont bien adaptés partout où il s'agit de charges statiques. Par exemple, en tant que déviateurs de drisse ou dans les étriers de hale-bas ou de pataras. Grâce à leur caractère universel, ils peuvent également être utilisés partout ailleurs, mais n'offrent pas un confort d'utilisation optimal. Il faut absolument éviter les amarres qui rentrent en biais. Le palier simple ne peut absorber que les forces qui agissent à 90 degrés par rapport à l'axe, on parle aussi de charge radiale. Si le bloc ne peut pas s'aligner librement, la poulie bascule dans le boîtier et le frottement et l'usure augmentent fortement. Cela peut poser des problèmes dans les blocs multiples.

Évaluation

• + Bon marché
• + Supporte une charge statique
• + Peu d'entretien
• - Frottement lors d'une prise et d'une mise à l'eau rapides

Roulements à billes : fonctionnement léger, capacité de charge limitée

La faible surface de contact est à la fois une malédiction et une bénédiction

À bord, le triomphe des roulements à billes a commencé avec les blocs Bullet des frères Harken. Ils utilisaient des billes en plastique qui étaient non seulement plus légères que leurs frères et sœurs métalliques, mais qui ne nécessitaient pas de lubrification. Les blocs étaient ainsi plus faciles à manipuler que tout ce qui existait jusqu'alors. L'astuce réside dans la petite surface de contact des billes. Elle ne génère pratiquement pas de frottement, mais c'est aussi le talon d'Achille des blocs. En effet, des charges ponctuelles apparaissent, les billes se déforment ou s'enfoncent dans le chemin de roulement, bloquent le roulement ou éclatent. Les problèmes augmentent à mesure que la charge augmente et que la poulie se déplace moins, c'est pourquoi les blocs de roulements à billes ne doivent pas être utilisés comme déviateurs de chute. En revanche, ils conviennent bien pour une palangre de grand diamètre ou comme renvoi d'écoute de spi ou de gennaker.

Les blocs de roulements à billes surchargés se reconnaissent à un bruit de cliquetis, ils doivent alors être remplacés. Pour augmenter la capacité de charge des roulements, il est conseillé de choisir un grand diamètre afin de répartir la pression sur un grand nombre de billes. Dans les blocs Carbo de Haren, le chemin de roulement de la partie supportant la charge a un profil rond pour offrir une plus grande surface de contact, tandis que la partie fonctionnant à vide a un profil anguleux, avec moins de friction. Allen travaille avec des billes métalliques et des chemins de roulement renforcés par des bagues en acier inoxydable afin d'éviter l'enfoncement des billes. Une autre approche consiste à combiner des billes en Torlon, plus résistantes à la pression, et des rondelles en aluminium. Les roulements en céramique constituent le dernier développement en date. Utilisés dans la gamme Zirkon de Harken, ils fonctionnent avec un frottement nettement plus faible, mais ne supportent guère les charges de choc. Pour l'instant, ils ne sont utilisables que pour les petits bateaux.

Évaluation

• + Fonctionnement très léger
• - Faible capacité de charge
• - Construction complexe/coûteuse
• - Doit être rincé

Paliers lisses et roulements à billes : une combinaison universelle

Le système supporte une charge élevée et fonctionne facilement

Les paliers lisses sont bons pour les charges élevées, mais fonctionnent plus difficilement, tandis que les roulements à billes font valoir leurs avantages en cas de faible charge, mais se déforment en cas de pression trop élevée - pourquoi ne pas combiner les deux ? C'est exactement ce qui se passe dans les blocs avec palier à deux niveaux. Les blocs Core et Orbit de Ronstan, avec des disques de 30 à 55 millimètres de diamètre, possèdent ce système. En cas de faible charge, le disque se déplace sur des roulements à billes latéraux en Delrin et tourne très facilement. Le plus drôle est que l'élasticité des billes est prévue.

Si les forces augmentent, les paliers se déforment et la douille de glissement centrale prend le relais. Cela augmente certes le frottement, mais l'appui de grande surface peut supporter des charges très élevées sans que le bloc ne soit endommagé. Si la charge du système diminue, les billes font ressort et le disque se déplace à nouveau sur les roulements à billes faciles à manier. Les blocs sont ainsi utilisables de manière pratiquement universelle. Il faut toutefois garder à l'esprit la charge de travail autorisée. Les roulements à billes latéraux aident également en cas d'entrée oblique des lignes, ils absorbent les couples de basculement et empêchent les poulies de frotter contre les boîtiers des blocs. L'usure diminue ainsi et les ferrures conservent leurs bonnes propriétés de fonctionnement plus longtemps que les simples blocs de glissement.

Les blocs OPF et Looper d'Antal, les blocs EPS de Harken et la série HTX de Lewmar fonctionnent également avec deux systèmes de paliers. Cependant, la douille centrale est toujours en contact avec l'arbre, ce qui rend leur fonctionnement un peu plus difficile en cas de faible charge. Comme chez Ronstan, les roulements à billes absorbent les forces latérales et empêchent le disque de se déformer, ce qui fait que les blocs fonctionnent plus facilement que les blocs à palier lisse pur lorsque l'alignement n'est pas parfait.

Évaluation

• + Bon pour la charge statique
• + Faible frottement en cas de charge légère
• - Construction complexe/coûteuse
• - Doit être rincé

Roulements à rouleaux : performants, mais chers

Fonctionnement souple pour les charges les plus élevées

Les roulements à rouleaux, à galets ou à aiguilles fonctionnent en fait comme des roulements à billes, à la différence qu'au lieu de corps de palier sphériques, on utilise de petits rouleaux cylindriques. Les rouleaux possèdent une surface d'appui beaucoup plus grande que les billes et supportent ainsi des forces plus importantes. Les roulements à rouleaux ne fonctionnent pas aussi facilement qu'un roulement à billes lorsque la charge est faible, mais ils offrent le meilleur compromis entre la capacité de charge et le frottement. Par rapport aux blocs de glissement, ils présentent moins de frottements, que ce soit sous faible ou sous forte charge. Surtout, le couple de décollement typique des paliers lisses est beaucoup plus faible sur les roulements à rouleaux, ce qui permet un réglage plus précis des dispositifs de temporisation fortement chargés.

Ces avantages s'obtiennent toutefois au prix d'une construction nettement plus coûteuse. Les rouleaux, généralement fabriqués en Torlon, sont déjà plus chers que les billes et, comme les paliers lisses, ils ne peuvent absorber que des forces radiales. C'est pourquoi les blocs possèdent généralement des roulements à billes supplémentaires sur les côtés des poulies. Cela se répercute également sur le prix des poulies. Pour une charge de travail similaire, le bloc de roulements à rouleaux Black Magic de Harken coûte presque quatre fois plus cher qu'un simple bloc de roulements à glissement Element. Le Black Magic possède toutefois une cage interne qui maintient les rouleaux à distance et les empêche de se frotter les uns aux autres. Les systèmes de grand-voile sur les yachts de plus de 35 pieds sont des lieux d'utilisation typiques des blocs de roulements à rouleaux. En particulier les systèmes dans lesquels l'écoute doit passer à travers les poulies lors du réglage du chariot. Dans ce cas, il faut un minimum de frottement sous charge.

Évaluation

• + Bon pour la charge statique
• + Faible frottement
• - Construction complexe/très coûteuse
• - Doit être rincé

Cosses de la cosse : Paliers lisses en Dyneema

La surface lisse et savonneuse de la fibre Dyneema permet de créer un nouveau type de bloc de glissement. Au lieu de tourner autour d'un axe métallique rigide, le disque tourne autour d'un tressage en Dyneema. Le disque est une simple capsule en aluminium. Il est difficile de savoir qui a eu le premier l'idée de cette construction inhabituelle. L'un des premiers fournisseurs était l'entreprise française Ino-Rope. Le principe a toutefois été rapidement repris et est désormais également disponible chez Antal sous le nom de Sector Ring ou chez Morfrac sous le nom de Morfblock, ce dernier utilisant une coque de palier supplémentaire.

Tous ont en commun une construction extrêmement robuste et un rapport poids/charge de travail spectaculaire. Le plus petit modèle de Morfrac possède déjà une charge de travail de 225 kilogrammes pour un poids d'à peine six grammes. Par rapport à une simple cosse, les poulies offrent l'avantage de pouvoir également dévier des cordages gainés. Dans les cosses, la gaine génère généralement trop de friction. La combinaison d'un axe textile et d'une cosse métallique fonctionne nettement plus difficilement qu'un bloc à roulement à billes lorsque la charge est faible, mais le rendement s'améliore avec l'augmentation de la traction. Morfrac conseille de dimensionner les blocs de manière à ce qu'ils soient utilisés à plus de 25 pour cent de la charge de travail. Les blocs sont prédestinés aux rotors basculants.

Évaluation

• + Extrêmement résistant
• + Sans entretien
• + Construction simple
• - Frottement modéré

De quoi sont faits les roulements

Delrin

Ce plastique blanc, également connu sous le nom de POM ou d'acétal, possède un faible coefficient de frottement et est relativement résistant à la pression et à la traction. Il est utilisé pour les disques et les billes. Ce matériau n'est toutefois pas adapté aux charges élevées. Pour protéger les billes de la lumière UV, elles sont souvent teintées en noir ou en gris.

Torlon

Le polymère brun haute performance est plus résistant à la pression que le delrin et est utilisé dans les blocs à forte charge comme matériau pour les roulements à billes ou à rouleaux, il coûte environ cinq à dix fois plus cher que le delrin.

L'influence de l'angle de déviation

Les forces qui agissent sur les poulies dépendent de la charge sur la ligne et de l'angle de déviation. Si l'on néglige le frottement, un peu de trigonométrie permet de déterminer ce que l'on appelle le facteur de charge. La formule est la suivante : F = 2 x sinus de la moitié de l'angle de déviation x traction sur la ligne. Même à un angle modéré de 30 degrés, l'accastillage doit supporter un peu plus de la moitié de la traction. Un changement de direction de 90 degrés donne un facteur de 1,41. 180 degrés représentent le double de la charge.

Quelle est la taille des charges

Les forces qui s'exercent en naviguant dépendent de la taille et du type de bateau ainsi que des conditions météorologiques. Il est donc difficile de tirer des conclusions générales. Pour estimer les charges d'écoute, on se base sur la surface de la voile. Les formules correspondantes se trouvent par exemple dans la section support du site web de Harken. On y trouve également des tableaux pour le choix des poulies.

Détails

Le point faible subjectif de nombreux blocs est leur fixation. Il n'est pas rare que les boulons soient tordus et qu'il soit difficile de les sortir de la manille. Ce n'est pas forcément un inconvénient, bien au contraire. Les fabricants ne lésinent pas sur les moyens, mais utilisent parfois très intelligemment l'épaisseur des matériaux. Les poulies Classic et Carbo de Harken en sont un bon exemple : dans notre test, elles se déchirent exactement à la charge de rupture indiquée. Mais ce n'est pas le boîtier qui part en morceaux, mais la manille en acier inoxydable. Sa modification peut être utilisée comme indicateur de charge. Si quelque chose se déforme, ce n'est pas la manille qui doit être remplacée, mais le bloc entier, car il est sous-dimensionné.

Double bloc ou violon

Les poulies multiples existent avec des disques juxtaposés ou sont disposées les unes derrière les autres comme pour les poulies de violon. Le grand avantage de cette construction est que les talons avec violons ne se tordent pas facilement. De plus, les disques ne basculent pas. Dans le cas de disques regroupés côte à côte, c'est inévitable. En raison du frottement dans les paliers, la charge se répartit différemment et fait basculer le bloc. Les versions à paliers lisses en particulier ont ce problème. Sur les violons, la corde doit passer sur une poulie relativement petite, ce qui entraîne un peu plus de frottement. Comme la corde s'y déplace plus lentement, cet effet ne joue pas un grand rôle dans la pratique.