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Pratiques et Techniques de la Plaisance

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Accueil du site > Articles > Les moteurs > Mesurer le pas d’une hélice déposée

Rubrique : Les moteurs

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Mesurer le pas d’une hélice déposéeVersion imprimable de cet article Version imprimable

Publié Juin 2014, (màj Juillet 2014) par : Négofol   

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Le pas d’une hélice est la distance théorique d’avancement de l’hélice en un tour complet de 360°, dans un milieu solide, exactement comme une vis avance de son pas en un tour dans son trou fileté. L’avancement réel dans l’eau est moindre.

Il est important que l’hélice soir correctement dimensionnée (diamètre et pas). Si pour un moteur donné, l’hélice est trop « forte », le moteur sera surchargé et ne pourra pas prendre ses tours, si elle est trop « faible », il atteindra son régime maximum, limité par le régulateur de la pompe d’injection, sans fournir toute la puissance disponible.

Une hélice est définie par son diamètre et son pas, par un marquage souvent du type 21 x 20 R, qui se lit diamètre 21 pouces , pas 20 pouces, rotation à droite. Les dimensions sont en effet souvent données en pouces (noté " ou non noté). Un pouce mesure 25,4 mm…

Souvent, on se trouve en présence d’une hélice ne possédant pas de marquage ou un marquage incomplet.

Cet article traite de la mesure des hélices « classiques » rencontrées sur les voiliers ou cruisers à moteur. Les hélices de hautes performances comme hélices de surface ou supercavitantes possèdent des caractéristiques assez bizarres qui demandent des méthodes plus élaborées.

Comment mesurer le pas d’une hélice :

Vous voulez mesurer le pas de votre hélice et malheureusement, vous n’avez pas le matériel adéquat sous la main...

La procédure ci-dessous est une méthode rapide et approchée qui donne une précision suffisante en pratique pour identifier une hélice.

Le matériel nécessaire :

  • Une surface bien plane horizontale (panneau de contreplaqué, table à dessin)
  • Rapporteur
  • Réglet (votre Règle Cras peut remplacer réglet et rapporteur)
  • Compas (pour faire des cercles, pas pour donner le Nord !) ou substitut (voir plus bas)
  • Equerre de menuisier avec une branche graduée et une branche épaisse
  • Feuille de papier assez grande pour couvrir le moyeu et une pale de l’hélice. (idéalement papier à dessin ou calque, mais du papier d’emballage fait l’affaire. Eviter les plis parasites)
  • Crayon
  • Calculette basique ou (crayon pour ceux qui savent encore….)
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Procédure :

Préparation :

  • Sur la feuille de papier posée sur la surface de mesure, choisir un point O défini comme centre.
  • Mesurer le diamètre de l’hélice (nombre de pales pair) ou son rayon (nombre de pales impair) (Rappel : diamètre = 2 fois le rayon).
  • Tracer un cercle (1/4 de cercle suffit en général en pratique) de rayon correspondant à la zone où vous allez mesurer le pas : la tradition est 2/3 du rayon de l’hélice pour une hélice bipale ou tripale et 3/4 du rayon pour une hélice quadripale (En fait, ces valeurs correspondent approximativement à la zone de plus grande largeur de la pale, ce qui donnera la meilleure précision de mesure, pour une hélice courante). Le pas nominal est maintenant souvent donné pour 0,7 fois le rayon.
    Eviter de se placer trop près du moyeu (moins de 40 %) car le profil épais rend la mesure imprécise et trop près de l’extrémité des pales, zone souvent déformée ou endommagée.
    Un compas de bureau classique va être limité à des cercles de petit rayon (10 cm souvent), insuffisant dans beaucoup de cas. Une boite de compas de lycéen avec sa rallonge permet d’aller un peu plus loin (20 cm), mais pour de plus grands rayons, il faut un équipement spécialisé (compas à verge) qu’on a rarement sous la main.
    Il existe par contre une méthode millénaire très efficace :
    Prendre un fil solide (fil à voile par exemple) non extensible (pas de nylon), une rondelle métallique pour guider la pointe du crayon, planter une pointe pour matérialiser le centre et régler la longueur de fil pour obtenir le bon rayon lorsqu’on déplace le crayon guidé dans la rondelle. C’est l’occasion de faire appel à vos connaissances en matelotage pour trouver les nœuds adéquats (pour ma part, rondelle de 6, nœud de chaise côté pointe et deux tours morts et demi-clefs côté rondelle). Une petite tension constante sur le fil au cours du tracé permet une très bonne précision.
    Alternative : une petite latte de bois et 2 trous de 3 mm, un pour la pointe servant de centre et l’autre pour le crayon.

Une astuce : il est difficile de centrer avec précision une hélice sur le point de centre. Il est préférable de mesurer le diamètre du moyeu et de tracer un cercle du rayon correspondant, augmenté de 2 mm, sur le papier : le positionnement de l’hélice devient très facile et très précis en laissant un « jour » égal tout le tour entre moyeu et cercle…

Déroulement de la mesure :

Placer l’hélice sur la feuille de papier, centrée sur le point de centre qui doit donc se trouver au centre de l’alésage de l’arbre, avec une pale au dessus du quart de cercle dessiné.
Prendre l’équerre de menuisier, placer la branche épaisse sur le papier et la branche graduée verticale. La placer de façon à toucher un côté de la pale, le bout de la branche graduée sur le cercle tracé. Marquer le point A à l’extrémité de la branche graduée sur le papier et noter la hauteur HA entre le papier et le point de contact avec la pale.
Sans bouger l’hélice, procéder de même de l’autre côté de la pale : point B et hauteur HB.
Tant que vous y êtes, placer l’équerre au point extrême de la pale et noter le point C correspondant. (Ceci permettra de mesurer la distance OC et donc le rayon de l’hélice. Ça peut être utile : voir plus bas : Modifications).
  • Retirer l’hélice.
Avec le réglet, tracer les segments OA, OB et AB
Avec le rapporteur, mesurer l’angle entre les deux segments, appelé α en degrés.

Calcul du pas :

Calculer la différence HA-HB = H (mm)

Mesurer la longueur du segment AB = L mm

Mesurer la longueur du segment OA (ou OB) = R

Diviser H par L = S

Calculer 6,28 x R x S

Vous obtenez le pas P approché en mm.

Pour avoir le pas en pouces, diviser par 25,4.

(Pour les puristes, dans la formule ci-dessus, on assimile S à la tangente de l’angle ainsi défini et 6,28 c’est 2π…).

Nota : on trouve aussi une formule encore plus simple :

Pas = H x ( 360 / α ) α étant l’angle entre OA et OB

Mais cette formule est tellement approchée que vous risquez de vous trompez d’un pouce en arrondissant à l’entier le plus proche. Vous êtes prévenus.


Cas particulier des hélices modifiées :

Il est tout à fait possible que l’hélice ait été modifiée depuis sa fabrication sans que les marquages aient été modifiés.
Deux types de modifications sont couramment faites sur les petites hélices de nos bateaux :

  • Le rognage (en anglais clipping) qui consiste à raccourcir les pales par meulage de l’extrémité, réduisant ainsi le diamètre. Ceci est fait pour diminuer la puissance absorbée par une hélice trop « forte » pour le moteur et peut ne pas être visible si fait avec soin. Cette modification est facilement détectée par la mesure du diamètre réel indiquée plus haut.
  • La modification de pas (en anglais repitching) qui consiste à modifier le pas d’une hélice (en plus ou en moins) par torsion des pales. Cette modification permet d’ajuster une hélice inadaptée, mais n’est pas parfaite car le résultat est un vrillage de la pale et donc un pas qui varie le long du rayon.
Elle peut être détectée théoriquement (mais délicat si le pas a été peu modifié) en mesurant le pas en plusieurs points (par exemple 45 %, 60 % et 75 % du rayon). Sur une hélice normale, vous devez trouver la même valeur de pas à l’erreur de mesure près (quelques %). Si vous trouvez des pas différents, l’hélice a été modifiée.

Ces vérifications simples évitent de graves déconvenues à la réception d’une hélice « identique » à celle déposée, mais en fait inadaptée.

Nota : les photos viennent du net et montrent la même méthode pratiquée avec des feuilles de papier pré-imprimées vendues à cet effet, pas vraiment nécessaires.

UP


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