Tuto : le système hydraulique de la quille relevable

Présentation – Schéma – Matériels – Fonctionnement – Fluide hydraulique – Pannes – Mot de la fin

 

Un des atouts majeurs des Mojito et Malango produits par le chantier idbmarine est la capacité de pouvoir relever la quille pour atteindre des zones de faible tirant d’eau.

Il faut noter qu’Idbmarine est un des premiers chantiers à avoir proposé en série un dispositif hydraulique de relevage de quille sur le Malango 870.

Depuis ce sont plus de 100 bateaux à quille relevable qui ont été réalisés et au fur et à mesure, le système s’est fiabilisé pour arriver au standard actuel.

Ce système est le fruit d’une collaboration étroite avec notre partenaire technique 3A Industries situé à Brest.

La quille relevable est un système sensible du bateau vu les efforts en jeu. Ces derniers sont cependant bien maîtrisés et le dimensionnement des axes de quille, fixations d’axe de quille et structures composites environnantes sont largement dimensionnés : aucun de nos bateaux n’a eu de dégat structurel suite à un talonnage.

*

 

---

Présentation

La manoeuvre de cette quille est assurée par un système hydraulique astucieux qui outre la manoeuvre de montée et descente, assure également une fonction de sécurité en cas de talonnage.

Le système hydraulique doit assurer plusieurs fonctions :

1. permettre la descente et la remontée de la quille
2. permettre le maintien de la quille en position :
   • basse,
   • haute,
   • intermédiaire.
3. maintenir la quille en position basse en cas de retournement
4. absorber le choc d’un talonnage.

Examinons le cas du Mojito 1088 – il est similaire sur le Mojito 888.

Quille en position haute : 

Le vérin est fermé et il est en fin de course mécanique. La quille a évidemment le souhait de descendre mais le système hydraulique empèche cela en situation statique comme dynamique.

A noter que dans cette position haute, ainsi que toutes les positions intermédiaires, la quille n’est pas bloquée latéralement. L’axe de quille est largement dimensionné pour tenir les efforts mais il faut éviter une navigation au près serré dans la brise dans cette situation !

Quille en position basse : 

Notre vérin est maintenant ouvert en fin de course mécanique également. La tête de quille vient se bloquer dans une encoche qui bloque tout mouvement latéral de la quille : on peut naviguer sereinement au prés serré dans la brise !

Si la quille ne peut pas descendre davantage, car bloquée mécaniquement tant par le vérin que par le puits de quille, sous les mouvements de la mer elle pourrait remonter : c’est le système hydraulique qui là encore empèche cette remontée.

*

 

---

Schéma du système hydraulique :

Le système hydraulique lui même est classique : c’est une pompe double effet standard. Mais la subtilité vient de la vanne d’équilibrage (en rose sur le schéma) qui a été ajoutée.

La vanne d’équilibrage :

1. bloque la remontée de la quille en empéchant le passage du fluide en dessous d’une valeur d’environ 100 bars (Mojito 888),
2. bloque la descente de la quille en empéchant le passage du fluide en dessous d’une valeur d’environ 60 bars (Mojito 888).

Remontée de la quille : 

• l’électrovanne de droite est alimentée
• le fluide présent dans la chambre de descente s’évacue dans le réservoir.
• le groupe envoie du fluide vers le flexible de droite vers la chambre de relevage (en bleu sur le schéma) en passant par la vanne d’équilibrage et le régulateur de débit.
  • la vanne d’équilibrage laisse passer le fluide  (pas d’opposition au passage du fluide)
  • le régulateur de débit ne sert pas dans ce sens. (le réglage de descente prime)
• en fin de course, le fluide qui ne peut plus aller dans le vérin revient dans le réservoir : la pompe est alors en pression maximum et un signal sonore (depuis 2017) indique que la quille est relevée. Sans le signal sonore on peut noter un changement de bruit du groupe quand le vérin est en fin de course.

Descente de la quille : 

• l’électrovanne de gauche est alimentée
• le groupe envoie du fluide vers le flexible de gauche vers la chambre de descente (en jaune sur le schéma).
• le fluide présent dans la chambre de relevage s’évacue dans le réservoir en passant par la vanne de débit et la vanne d’équilibrage
  • le régulateur de débit est réglé :
    • trop ouvert : cela engendre des vibrations dans le système
    • trop fermé : le temps de descente est trop long.
  • la vanne d’équilibrage laisse passer le fluide dès que la pression dépasse la consigne de descente (60 bars)
• en fin de course, le fluide qui ne peut plus aller dans le vérin revient dans le réservoir : la pompe est alors en pression maximum et un signal sonore (depuis 2017) indique que la quille est descendue.

En cas de talonnage : 

• le choc sur la quille est répercuté sur le vérin qui veut se fermer.
• la pression dans la chambre de descente (jaune)  augmente
• le fluide cherche à quitter le vérin en passant par la vanne d’équilibrage (partie gauche)  et se trouve bloquée par la consigne.
• Dés que la pression dépasse la consigne, la quille peut remonter. La chambre de remontée (en bleu) se remplit automatiquement.

 

*

 

---

Matériels

Le vérin :

Nous avons ici un vérin de Mojito 888.

Le vérin est entièrement en inox 316L. Il est réalisé sur mesure pour chaque type de bateau en fonction des efforts mécaniques et de la pression de fonctionnement.

La particularité à noter est le parachute, pièce qui est fixée sur l’entrée de fluide de droite. Ce parachute sert, en cas de rupture d’un flexible hydraulique,à réguler la fuite pour que la quille ne descende pas brutalement.

Le groupe hydraulique :

 

Le groupe hydraulique est un système intégré qui comprend :

1. moteur électrique du groupe (800 W)
2. vis de réglage pression de fonctionnement
3. bouchon de remplissage du réservoir
4. le relais de puissance
5. la vanne d’équilibrage – réglage descente de quille
6. la vanne d’équilibrage – réglage talonnage
7. les électrovannes de commande
8. la vanne de débit
9. le détecteur de pression (avertisseur position haute ou basse) (depuis 2017)
10. le manomètre de contrôle

La puissance de ce groupe est de 800 W d’où une consommation qui peut, en pointe, atteindre 66 ampères. Il est protégé par une sonde de température intégrée au moteur du électrique. Une protection supplémentaire est faite par un disjoncteur thermique taré à 70 ampères (commun avec le guindeau).

La pression de fonctionnement délivrée par le groupe est réglée par le fournisseur et ajustée par le chantier si besoin. Pour un 888, la pression de fonctionnement maximum est d’environ 120 bars. Pour un 1088 elle est de 180 bars.

*

---

Fonctionnement

Le groupe hydraulique est alimenté électriquement à partir du parc batterie « service ».

La commande (montée ou descente) se fait au niveau du tableau électrique par un roto-contacteur. Ce dernier doit être maintenu en position (Descente ou Montée) pour que le groupe fonctionne.

Idéalement, le moteur de propulsion est en route pour manoeuvrer la quille (comme pour un guindeau) afin de soulager les batteries.

Réglages de la centrale hydraulique

Le chantier Idbmarine met en garde contre toute modification de ces réglages : il faut prendre contact avec le chantier pour expliquer les symptômes rencontrés.

Attention : il faut toujours mettre la quille en position basse avant toute intervention sur le système hydraulique.

Le réglage du système hydraulique est fait en deux temps :

• Par le fournisseur de la centrale qui va vérifier le bon fonctionnement du système et pré-régler le systéme.
• Par le chantier lors du montage puis de la mise à l’eau de chaque bateau. Le réglage permet :
  • de régler la consigne de la vanne d’équilibrage pour bloquer la quille en descente
  • de régler le débit de la vanne pour le temps de manoeuvre de la quille.

Consigne talonnage :

Cette consigne est réglée par la vis située à droite de la vanne d’équilibrage. Cette consigne ne doit pas être modifiée.

Consigne blocage descente :

Cette consigne est réglée par la vis située à gauche de la vanne d’équilibrage. Cette consigne est réglée au chantier.

Si l’utilisateur constate que la quille à tendance à légèrement descendre, un resserrage de la consigne est possible. Il faut – aprés avoir retiré le capuchon de protection – procéder par quart de tour, en ayant pris conseil auprès du chantier. (clé allen de 4)

Réglage de la vanne de débit :

Ce réglage conditionne le temps de manoeuvre de la quille.

A noter que si le débit est trop ouvert, cela peut engendrer des vibrations. Ce réglage peut être modifié en procédant là encore par quarts de tour successifs.

La vanne est normalement bloquée par le serrage d’une vis pointeau (clé allen de 2)

Réglage de pression de fonctionnement :

Ce réglage conditionne la puissance du vérin et le temps de manoeuvre de la quille.

A noter qu’une pression de fonctionnement engendre également des vibrations. Ce réglage peut être modifié en procédant là encore par quarts de tour successifs, en ayant pris conseil auprès du chantier. (clé allen de 4).

*

---

Le fluide hydraulique

Le fluide hydraulique est soit :

• de l’huile (hydraulique HA – H.V ISO 22),
• du Fluidhabio.

Le passage au Fluidhabio a été motivé pour deux raisons :

• écologique : le produit est 100 % biodégradable
• technique  : le produit est parfaitement adapté à l’usage hydraulique et peut être si besoin allongé avec de l’eau (maximum 50 %).

La couleur jaune du Fluidhabio (normalement transparent) est obtenue par l’adjonction de quelques gouttes de fluorescéine. Elle facilite la détection d’éventuelles fuites.

*

---

Pannes possibles

Avec le retour d’expérience sur plus de 100 bateaux produits avec un tel système, le chantier a un peu de recul sur les divers problèmes qui ont étés rencontrés.

A noter qu’à ce jour, il n’y a jamais eu de panne au niveau du moteur électrique de ces groupes.

Donc, tant que le parc de batteries services peut assurer son rôle, le groupe fonctionnera. Si les batteries services sont faibles, il faut alors démarrer le moteur de propulsion.

Je vous indique ci dessous les dysfonctionnements que j’ai pu noter au cours du temps. En fait, avec la maîtrise et la fiabilisation du système, ces pannes sont devenues trés rares.

Fuites hydrauliques :

• Au niveau des sertissages de flexibles : remplacement du flexible (trés rare !)
• Au niveau des raccords filetés : un resserrage suffit la plupart du temps. (rare)

Le groupe ne démarre pas :

• Disjoncteur déclenché : peut être suite à un usage trop sollicité du guindeau. Renclencher le disjoncteur. (un classique)
• Les électrovannes claquent mais le groupe ne démarre pas :
  • manque de tension batterie pour démarrer le groupe hydraulique : démarrer le moteur de propulsion. (un classique)
  • mauvaise connection : l’intensité requise pour démarrer le groupe requière des connections franches . Il suffit d’une cosse mal serrée sur la batterie ou sur le circuit d’alimentation pour que le groupe ne démarre pas.. (un classique)

Le groupe s’arrête après une utilisation répétée : 

• Déclenchement de la protection thermique : attendre que le moteur refroidisse avant de relancer. (rare)
• Disjoncteur déclenché : réenclencher le disjoncteur. (rare)

Quille bloquée en position haute :

• Commande d’électrovanne défaillante : vérifier les connections électriques au niveau du contacteur rotatif ou du boitier relais. (trés rare)
• Tiroir de l’électrovanne bloqué : appuyer sur l’extrémité des électrovannes pour vérifier que les tiroirs sont mobiles. (trés rare)

Quille bloquée en position basse :

• Manque d’huile dans le réservoir. (un classique lié à une fuite hydraulique) (à noter que pour les 999 le problème est inverse car le vérin est monté différemment)
• Commande d’électrovanne défaillante : vérifier les connections électriques au niveau du contacteur rotatif ou du boitier relais. (trés rare)
• Tiroir de l’électrovanne bloqué : appuyer sur l’extrémité de l’électrovanne pour vérifier que le tiroir est mobile. (trés rare)

Quille bloquée en position intermédiaire :

• Commande d’électrovanne défaillante : vérifier les connections électriques au niveau du contacteur rotatif ou du boitier relais. (trés rare)
• Tiroir de l’électrovanne bloqué : appuyer sur l’extrémité de l’électrovanne pour vérifier que le tiroir est mobile. (trés rare)
• Déréglage des patins (888) : si l’un d’eux est desserré (trop de frottement), cela peut freiner – voir bloquer – la quille. (trés rare)
• Corps étranger dans le puits : vérifier que le mouvement de la quille dans le puits n’est pas entravé. (trés rare mais déjà vu avec des huitres !)

Vibrations :

• Réglage du débit de la vanne trop important ou pression de fonctionnement trop forte. (classique – de forts écarts de température peuvent influer)

Claquement important lors de l’arrêt / marche du groupe :

• Réglage de la pression de fonctionnement trop fort. (trés rare)

 

*

---

Le mot de la fin

Les débuts ne furent pas aussi simples qu’espérés… le chantier a appris, développé sa compétence et maîtrise de ce sujet complexe pour arriver à proposer une solution fiable et robuste.

Et si le groupe tombe en panne pour une raison non élucidée… vous pouvez toujours faire appel aux Shadoks !