Technique: Les causes de la rupture du gouvernail et comment l'éviter

Lorsqu'il s'agit des exigences minimales pour les systèmes de gouverne des yachts, la directive 2013/53/UE sur les bateaux de plaisance est jusqu'à présent si pauvre qu'on pourrait tout aussi bien la laisser de côté. Au point 5.4, on peut y lire : "Les systèmes de direction et de contrôle de la propulsion doivent être conçus, construits et installés de manière à permettre la transmission des forces de direction dans des conditions de fonctionnement prévisibles".

Il ne faut donc pas beaucoup plus que la simple présence et le bon fonctionnement d'un safran pour obtenir la conformité CE pour un bateau de série. La norme relative à l'élément le plus important d'un yacht, avec la coque et le gréement, ne compte que quatre lignes de texte au total. En comparaison, le Journal officiel de l'Union européenne consacre plus de quatre pages à la qualité des moteurs et prescrit même, outre les valeurs limites d'émission de gaz d'échappement, un kilométrage minimal - 450 heures de service ou dix ans pour les moteurs diesel marins. La durée de vie des câbles de direction ou des paliers de gouvernail n'est mentionnée nulle part.

En savoir plus sur l'avarie :

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Il est évident qu'il y a une lacune dans la réglementation. Une réforme de la directive relative aux appareils à gouverner est tout de même en cours de discussion. Elle devrait donner des directives beaucoup plus détaillées et concrètes et pourrait être adoptée prochainement. Plusieurs sources proches du dossier l'ont confirmé indépendamment à YACHT. Mais pour l'instant, la solidité et l'intégrité du gouvernail relèvent uniquement de la responsabilité des chantiers navals, des constructeurs, des équipementiers - et des propriétaires lorsqu'il s'agit de l'entretien.

Ces dernières années, les attaques d'orques sur la côte ouest du Portugal et dans le détroit de Gibraltar ont montré à quel point le sujet est critique. Chaque saison, des dizaines de yachts subissent de graves avaries, se retrouvent sans gouvernail ou coulent suite à une infiltration d'eau au niveau de la suspension du gouvernail.

Les collisions avec des objets flottants peuvent avoir des conséquences tout aussi graves, notamment pour les bateaux équipés de doubles rames dont les pales ne sont pas protégées par la quille en cas de choc. Il en va de même pour les défauts techniques ou les défaillances matérielles du système de direction, comme le montrent deux cas récents : ce printemps, un Arcona 460 a ainsi coulé dans le Pacifique à 300 miles nautiques à l'est des îles Marquises, après que son safran a été cisaillé sous le quadrant.

Lors de l'Atlantic Rally for Cruisers (ARC), un équipage hollandais a abandonné son X 4.9 il y a deux ans et demi parce que l'arbre s'était détaché du palier supérieur du safran. L'arbre qui oscillait ainsi en grande partie librement a provoqué, comme sur l'Arcona, une fissure dans le stratifié et une infiltration d'eau que les navigateurs n'ont pas pu arrêter dans la forte houle ; ils se sont fait larguer par un participant de l'ARC venu à la rescousse. Avant d'abandonner leur bateau, ils ont mis en marche le générateur pour que la pompe de cale ne soit pas à court de courant. Et effectivement, une semaine plus tard, une entreprise de sauvetage a pu remorquer le "Brainstorm" jusqu'à Gran Canaria, ce qui a permis d'étudier précisément les causes de l'avarie.

Les avaries ont fait réagir Niels Jeppesen qui, en tant que fondateur et concepteur de X-Yachts pendant des décennies, connaît parfaitement la construction moderne de bateaux en série. "En tant que fabricants et architectes, nous devons garantir la sécurité technique des yachts", explique-t-il dans un entretien avec YACHT. Cela vaut en particulier pour un élément aussi central que l'appareil à gouverner, ajoute-t-il.

Détecter les problèmes à un stade précoce est difficile

Il devrait être conçu de telle sorte qu'il ne devienne pas "un point névralgique du système global" - d'autant plus que le compartiment situé derrière la cloison arrière de la plupart des bateaux n'est pas séparé de manière étanche et qu'il y a donc un risque de perte totale rapide, comme dans le cas de l'Arcona 460 "IdaLina". En effet, c'est là que réside le piège en cas d'avarie du gouvernail : en raison des énormes forces de levier, des fissures peuvent rapidement apparaître dans la coque ou dans le palier inférieur, ce qui entraîne immédiatement une importante infiltration d'eau - qu'il n'est pas facile d'empêcher.

"Il est difficile pour les propriétaires d'identifier à temps les problèmes éventuels ou d'y remédier eux-mêmes", explique Jeppesen, qui a entre-temps signé pour Arcona Yachts et qui a d'emblée remporté le titre de "Yacht européen de l'année" avec l'Arcona 50 en janvier. "Nous comptons tous trop sur le fait que le gouvernail tiendra", avertit-il.

Contrairement à l'installation de gaz, au moteur ou à la boîte de vitesses, qui font l'objet de contrôles réguliers, et contrairement aux voiles, qui font l'objet d'une surveillance permanente, il n'y a pas de "sentiment d'urgence pour la maintenance" en ce qui concerne le système de commande. Mais il n'y a pas de place pour la négligence dans un système aussi exposé et important pour la sécurité, selon le constructeur. Jeppesen n'est pas alarmiste. Il s'agit pour lui de transmettre une conscience fondamentale du problème. Il estime qu'il faut agir, tant du côté des utilisateurs que des fabricants.

Lorsque l'on demande aux propriétaires quand ils ont fait réviser leur safran pour la dernière fois ou quand ils l'ont démonté eux-mêmes, on obtient souvent la réponse suivante : est-ce vraiment nécessaire ? La plupart des gens se contentent d'une secousse rituelle à l'extrémité inférieure du safran pendant l'hivernage. Si l'on ne constate pas de jeu important et que la tige tourne librement dans le palier, le sujet est clos.

Roulements à rotule sur rouleaux extrêmement fiables et durables

Dans le cadre des recherches sur ce sujet, un constructeur, dont nous tairons le nom, a même avoué qu'il venait de démonter et de nettoyer les roulements de son propre bateau - une première depuis plus de 20 ans. Ils se sont révélés impeccables et dureront probablement encore aussi longtemps.

En fait, les roulements à rotule sur rouleaux auto-aligneurs les plus courants aujourd'hui sont extrêmement fiables et ont une longue durée de vie. Comme leur nom l'indique, ils compensent l'inclinaison tout comme une légère torsion de l'arbre de safran. Alors que les paliers lisses étaient autrefois soumis à l'usure et devaient être remplacés plus souvent, les roulements à rouleaux correctement dimensionnés et montés avec une douille sphérique ne nécessitent pratiquement aucun entretien. Lors du démontage à la grue en automne, il suffit généralement de rincer soigneusement le palier inférieur pour éliminer les résidus de sel. En revanche, ils ne doivent pas être lubrifiés.

C'est peut-être pour cette raison que les plaisanciers considèrent le fonctionnement de la commande comme acquis - précisément parce qu'elle reste si discrète. Le leader du marché, Jefa Marine, fabrique depuis bientôt 35 ans des paliers à rotule de toutes les tailles et de différents niveaux de qualité. De nombreux chantiers navals de renom s'approvisionnent auprès du spécialiste de Greve, à 20 kilomètres au sud-est de Copenhague. "Nous avons déjà livré plus de 150.000 paliers", déclare Jan Faurschou, qui, en tant que responsable des ventes et du service, est en quelque sorte l'esprit, l'âme et le visage de l'entreprise. Les problèmes sont extrêmement rares, assure-t-il. "La plupart du temps, ils sont dus à la corrosion galvanique", c'est-à-dire à l'électrolyse due à une mauvaise isolation électrique, par exemple du moteur du pilote automatique. La cage en aluminium du palier inférieur du gouvernail et la tige du gouvernail peuvent alors devenir des anodes sacrificielles et se dissoudre peu à peu. C'est l'une des raisons pour lesquelles l'ensemble du système de commande nécessite un contrôle régulier.

Les Danois ont consacré une page à ce sujet sur leur site Internet et sont également proactifs lorsqu'il s'agit d'informer leurs clients. Les plans de construction et les vues éclatées de tous les composants sont disponibles en ligne pour tout le monde, tout comme les instructions d'entretien détaillées. Mais c'est un trésor de connaissances qui ne sert pas à grand-chose s'il n'est pas exploité et appliqué dans la pratique à bord.

Les erreurs commises lors de travaux de maintenance peuvent avoir de graves conséquences

La réaction à l'avarie du X 4.9 "Brainstorm" pendant l'ARC montre à quel point Jefa travaille consciencieusement. L'équipe de Jan Faurschou a été impliquée dans l'affaire dès le début ; dès que l'équipage a contacté X-Yachts par téléphone satellite pour discuter d'éventuelles tentatives de réparation en mer, le chantier naval a fait appel aux techniciens de Greve. Bien que Jefa ne soit pas responsable de la défaillance technique, ils ont modifié le processus de montage après avoir reçu le rapport d'enquête.

Si le cas est si révélateur, c'est parce que l'assurance a ordonné une analyse complète de l'appareil à gouverner défectueux. L'institut d'essai des matériaux Element d'Amsterdam a examiné de près les deux paliers et l'arbre. Son rapport passe en revue toutes les causes possibles du glissement de la tige du safran hors du palier supérieur.

Le concepteur de X-Yachts, Thomas Mielec, qui a accompagné l'enquête en tant que représentant du chantier naval et a inspecté le bateau endommagé immédiatement après le remorquage, résume ainsi les résultats à YACHT : "Les experts d'Element Materials Technology ont pu démontrer que le palier de safran supérieur était correctement monté à l'origine et que la vis sans tête décisive pour le verrouillage du filetage était correctement mise en place". Ils ont même découvert la marque et le type de frein-filet au spectromètre : Würth Thread Locker Medium Strength. Un défaut de fabrication peut donc être exclu.

Cependant, le vissage de la bague de serrage qui relie l'arbre de safran au palier aurait été ouvert plus tard et n'aurait ensuite pas été correctement bloqué pour éviter qu'il ne se dévisse à nouveau. "Cela a très probablement conduit à l'avarie", explique Thomas Mielec. Il estime donc qu'il est prouvé que l'erreur a été commise lors de travaux de maintenance sur le palier de safran du "Brainstorm", effectués par un chantier de service espagnol peu avant le départ de l'ARC.

Les solutions redondantes sont judicieuses

Le directeur de Jefa, Jan Faurschou, a néanmoins profité de l'occasion pour marquer la tête de la vis sans tête en question - marquée "fusible 1" sur le dessin ci-dessous - avec de la laque à cacheter rouge après le serrage. Cela doit signaler aux constructeurs de bateaux qu'ils ne doivent pas y toucher ou qu'ils doivent procéder avec le plus grand soin lors du remontage. Les propriétaires peuvent également voir d'un coup d'œil si la vis est bien serrée, à condition qu'ils s'approchent suffisamment du siège du palier supérieur. Or, ce dernier est souvent "obstrué" de manière à ne pas faciliter l'entretien, tout comme l'accès aux composants du safran laisse généralement à désirer.

La liaison entre l'arbre et le palier est tout aussi importante que le blocage du boîtier, qui porte la bague de serrage chez Jefa. Elle s'effectue au moyen de trois vis sans tête horizontales en acier inoxydable, qui doivent être mises en place avec de la graisse afin d'éviter la corrosion galvanique de l'arbre de safran, généralement tourné en aluminium.

Jefa recommande non seulement de les serrer au couple correct (7 Nm pour les vis M6, 35 Nm pour les vis M10), mais aussi de percer des trous borgnes de quelques millimètres de profondeur dans la tige afin d'obtenir, en plus du serrage, une liaison par la forme. C'est extrêmement avantageux pour les arbres de safran en acier inoxydable et pour le moins judicieux pour les arbres en aluminium. Tous les chantiers navals ne se donnent évidemment pas cette peine.

Dans l'ensemble, Niels Jeppesen souhaitait encore plus de soin et de sécurité contre les pannes pour la commande, surtout pour les systèmes où le gouvernail n'est maintenu dans le palier que par un vissage. Certains chantiers navals proposent déjà des solutions redondantes. Hallberg-Rassy, par exemple, ne visse pas seulement la tige au palier supérieur du safran, mais aussi au palier inférieur ; si une sécurité ne fonctionne pas, l'arbre reste tout de même dans le bateau. Hanseyachts a choisi une autre voie pour les grands modèles comme le nouveau Hanse 590 : l'entreprise de Greifswald monte le palier supérieur dans un compartiment intermédiaire et presse les quadrants sur l'arbre juste au-dessus, ce qui empêche tout glissement.

Jusqu'à présent, on trouve trop rarement dans la construction de yachts une autre garantie, sans doute la plus efficace contre la perte du bateau à la suite d'une rupture de safran, qui aurait également assuré une plus grande sécurité à l'équipage de l'Arcona 460 : un compartiment arrière isolé bien au-dessus de la ligne de flottaison. Peu de chantiers navals proposent cela - et il ne faut malheureusement pas s'attendre à ce que la révision à venir de la directive européenne sur les bateaux de sport l'exige.

Intervalles d'entretien

1. Barre franche de secours : Le couvercle permet de sécuriser l'arbre de gouvernail par une talonnette s'il a glissé hors de son logement.
2. Palier de gouvernail supérieur : Doit être démonté et contrôlé tous les trois à cinq ans
3. Liaison de l'arbre au palier : Veiller chaque année à ce que le vissage soit correct !
4. Câbles de commande en fil métallique ou en DyneemaTrop de tension sollicite les poulies et l'engrenage, trop peu de tension peut entraîner un saut. Vérifier tous les ans !
5. Arbre de gouvernail : Vérifier le bon positionnement dans les roulements après le grutage et le bon fonctionnement après la mise à l'eau.
6. quadrant : Veiller à ce que les vis soient bien serrées ; contrôle visuel annuel
7. Coke : Vérifier la solidité et l'étanchéité ! Remplacer le brassard en néoprène tous les sept à dix ans
8. Palier de gouvernail inférieur : Voir point 2
9. Renforcement du laminé : Faire attention aux fissures
10. safran : Lors du démontage des paliers, vérifier soigneusement la bride de l'arbre de gouvernail.

Guidage parfait, composants critiques

Comment sont conçus les roulements à rotule sur rouleaux à alignement automatique et pourquoi de petites vis sans tête peuvent entraîner la défaillance de l'ensemble de l'appareil à gouverner.

Alors qu'au début de la production en série, les gouvernails des yachts étaient généralement guidés par de simples paliers lisses, les roulements à rotule sur rouleaux à alignement automatique se sont de plus en plus imposés depuis les années 1980. En raison de la forme allongée des rouleaux cylindriques, on parle aussi de roulements à aiguilles, en anglais needle roller bearings. Ils fonctionnent avec plus de souplesse et de précision et, s'ils sont correctement dimensionnés et montés avec soin, ils sont en outre pratiquement exempts d'usure.

Outre le leader du marché, le danois Jefa Marine, Lew- mar, Solimar, JP3 et d'autres fabricants proposent également de tels composants. Leur conception est très similaire ; les différences se situent dans les détails, par exemple dans la liaison entre l'arbre de safran et le palier.

Sur les modèles haut de gamme de Jefa, la construction est particulièrement élaborée. Une bague de serrage sécurise l'arbre ; il est suspendu par deux roulements à billes dans un boîtier qui est vissé par une large bride à la douille proprement dite du roulement à rouleaux supérieur. Cela garantit une transmission parfaite des forces et un fonctionnement aisé. Toutefois, les quatre vis de blocage au total - trois pour l'arbre, une pour le boîtier de la bague de serrage - doivent être serrées et bloquées avec le bon couple.

Cet article a été publié pour la première fois dans YACHT 20/2024.