Les winches : comprendre et entretenir

Equipements
Jeudi 6 janvier 2022 à 6h36

Sur un voilier, les winches font partie de l’équipement incontournable. Ils permettent d’effectuer les manœuvres courantes sur les voiles livrées en standard. Mais, bien souvent, pour les équipements optionnels tels que le spi, on peut être amené à en rajouter des supplémentaires voire en installer de plus puissants qui peuvent être manuels ou électriques.

Ici, Ewincher 2 : manivelle électrique de winch qui fonctionne sur tous les winches et tous les voiliers. ©Ewincher
Sur un voilier, les winches font partie de l’équipement incontournable. Ils permettent d’effectuer les manœuvres courantes sur les voiles livrées en standard. Mais, bien souvent, pour les équipements optionnels tels que le spi, on peut être amené à en rajouter des supplémentaires voire en installer de plus puissants qui peuvent être manuels ou électriques.

Comprendre les chiffres

Les données des constructeurs

Pour une fois, tous les constructeurs utilisent les mêmes données pour définir les caractéristiques. Elles sont au nombre de 3 : le nombre de vitesses, le rapport de puissance et le rapport de démultiplication.

Le plus simple est le modèle une vitesse. Un tour de manivelle équivaut à un tour de la poupée du winch. Pour l’utilisateur qui effectue la manœuvre ce qui est important c’est la force qu’il doit fournir côté manivelle, pour obtenir un maximum côté manœuvre, par exemple, pour border une voile.

Cette donnée est le rapport de puissance. Mathématiquement plus la manivelle est longue moins l’effort à fournir est important pour obtenir le même résultat côté manœuvre. Pour ne pas détériorer le mécanisme du winch, les constructeurs ont défini une longueur standard de 254 mm. Le rapport de puissance est obtenu en faisant le quotient entre la longueur de la manivelle et le rayon de la poupée du winch, multiplié par le rapport de vitesse. Quelle que soit la marque, ces valeurs (rapports de vitesse, diamètre de la poupée et numéro) sont toujours données. Le numéro est la force maximum obtenue lorsqu’on exerce, sur le rapport de vitesse le plus élevé, une force de 1 kg sur la manivelle. Sur un winch de 50, une force de 1 kg sur la manivelle correspond à 50 kg en amont du winch. Pour mieux comprendre, prenons un exemple sur un winch à deux vitesses de 44, d’un diamètre de 100 (rayon 50 mm) avec un rapport sur la vitesse 1 de 2,5 et sur la vitesse 2 un de 10. Tout d’abord, il faut calculer les rapports de puissance. Sur la vitesse 1, il est de (254/44) x 2,5 = 14,43 et sur la vitesse 2 (254/54) x 10 = 47,03. On a lorsque l’on applique une force de 1 kg sur la manivelle, coté manœuvre 14,43 kg sur la vitesse 1 et 47,03 kg sur la vitesse 2. En pratique, en prenant en compte les différentes pertes (frottements, état du cordage, glissements, etc.), on peut réduire ces valeurs de 15%. Mais, attention, la mécanique interne du winch (engrenage) a des limites à ne pas dépasser. C’est le power radio qui tient compte du diamètre du winch. Le chiffre généralement donné est 20 donc dans notre exemple pour un modèle 44, on obtient (20x44) = 880 kg. Cela peut paraître peu, mais c’est une valeur bien supérieure à la force humaine. On estime, à moins d’être un haltérophile olympique, que la traction des bras reste inférieure à 50 kg. La dernière valeur à prendre en compte est la longueur du cordage embraquée pour un tour de manivelle. Là, les trois valeurs à retenir sont le diamètre de la poupée, la vitesse et l’effort à fournir. Ce dernier est plus faible sur la vitesse la plus élevée et, il en résulte une longueur embraquée minimum et inversement sur la vitesse la plus faible. Par exemple sur notre modèle de 44 avec rayon de poupée de 50 mm, on a une longueur de (2x3,14) x 50 = 314 mm et deux fois moins sur le vitesse 2.

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Anatomie d'un winch

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Anatomie d'un winch avec pignons plastiques

Les différents modèles et matériaux utilisés

Il y a des modèles standard et self-tailing en version manuelle, électrique ou hydraulique. Sur un modèle standard, le cordage n’est pas retenu. Il faut effectuer en même temps plusieurs manœuvres, tourner la manivelle, endrailler le cordage et le tourner sur un taquet. Sur le self-tailing, une mâchoire a été placée sur la partie supérieure du winch et elle est solidaire de la poupée. Cette mâchoire exerce une pression sur le cordage et le maintient. Elle est amovible et peut accepter différents diamètres de cordage. Ces derniers sont indiqués par le constructeur pour un modèle donné, par exemple, un de 50 peut accepter des cordages de 10 à 16 mm.

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Winch self-tailing© Albert Brel

Pour la construction, le bronze a été longtemps le matériau retenu pour les roulements internes. Puis, on a vu apparaître les alliages légers, l’inox et les matériaux composites qui présentent moins de frottements sous charge par rapport au bronze. Pour la poupée, le plus courant reste le bronze (poli ou chromé). L’aluminium, plus léger que le bronze, est principalement réservé aux bateaux de régate. Quant à l’inox, il est peu répandu en première monte. La technique retenue est une poupée emboutie (gain de poids) et nervurée verticalement pour éviter les glissements du cordage.

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5 winches en bronze poli© Albert Brel

Les winches électriques : modèles et consommation

Suivant les chantiers, sur les bateaux de plus de 50 pieds, ce sont des modèles électriques qui sont proposés pour la manœuvre des écoutes. Sur les multicoques, on trouve bien souvent en plus des deux winches électriques destinés aux écoutes, un autre placé au centre et qui reçoit via un circuit de poulies et de taquets coinceurs, les drisses et les prises de ris. A l’origine, les modèles électriques étaient encombrants et ne pouvaient être installés que sur les grandes unités. Ils ont suivi l’évolution de la technologie avec des moteurs tout aussi performants mais plus petits qui peuvent être installés sur ou sous le pont voire intégrés aux winches. Pour leur permettre d’être toujours opérationnels même en cas de défaillance électrique, ils sont conçus pour être utilisés en manuel (1 à 3 vitesses).

A noter également, des modèles manuels qui peuvent par la suite recevoir un moteur.

Un winch électrique a un moteur puissant ce qui signifie qu’il est un gros consommateur électrique. Mais cette consommation doit être ramenée au temps d’utilisation qui doit rester court. Par exemple, un moteur de 1000 watts consomme sous 12 volts (1000/12) 83 ampères par heure. Ramené à un temps d’utilisation de 2 minutes, cela représente moins de 5 ampères (83/20) prélevés sur la batterie.

Par contre, ce qui est important c’est le câblage qui lui doit tenir compte du courant instantané (83 ampères) et la protection (disjoncteur). En règle générale, pour un modèle de 1000 watts, le câble, suivant sa longueur, doit avoir une section comprise entre 25 mm² et 35 mm². Sur les grosses unités ayant plusieurs gros consommateurs (winches, guindeaux, dérive, etc.), une centrale hydraulique peut se justifier. Dans ce cas, il y a un seul moteur qui alimente la centrale et une distribution hydraulique vers les consommateurs.

Installer un winch soi-même

C’est possible et ce d’autant plus que souvent les chantiers ont prévu des emplacements spécifiques à cet effet et les fabricants de winches donnent tous les conseils de montage.

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© Ewincher

En règle générale, il faut :

• Respecter l’angle d’attaque (entre 3° et 8°) pour que le cordage s’enroule bien sur la poupée. Trop petit, il y a risque de surpattage, trop grand les tours sur la poupée ne sont pas alignés.

• Pouvoir le manœuvrer sans contrainte (bonne hauteur) et sans obstacle qui empêche de tourner la manivelle.

• Vérifier la position du pignon d’attaque. Il doit toujours être vers l’avant et les trous, situés sur l’embase (évacuation de l’eau), vers l’arrière.

• Veiller à l’isolation galvanique, par exemple, un modèle en inox installé sur un mât en alliage ou encore sur un bateau en alliage. Il faut l’isoler, par exemple, avec une plaque en PVC.

• Le fixer solidement avec des rondelles et contre-plaques.

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Winch sur roof© Albert Brel

L’entretien et la maintenance

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Winch pour les écoutes© Albert Brel

Au port, il ne faut jamais laisser des bouts en tension dessus, par exemple, comme on le voit fréquemment, une garde. Les rappels détériorent les engrenages et les roulements.

Après chaque sortie, un rinçage à l’eau douce est conseillé et, annuellement, un démontage. Pour le faire, on ôte la poupée, on nettoie les engrenages et roulements et on les graisse avec le produit recommandé par la marque. Les pièces d’usure sont les cliquets et ressorts. Tous les fabricants proposent des kits de maintenance (cliquets, ressorts, graisse). Il est bon d’en avoir un à bord.

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Winch et bloqueurs© Albert Brel

Les évolutions technologiques

Elles portent sur les points que nous avons évoqués tels que la transformation des manuels en électriques ou encore les matériaux utilisés (carbone, roulements composites). Les autres évolutions récentes sont, sur certains modèles, de pouvoir tourner dans les deux sens, par exemple, pour choquer un cordage, l’inversion se fait par un bouton placé sur la manivelle, spécifique pour ces modèles.

L’autre innovation est l’automatisation des vitesses. Elle consiste en un capteur de charge placé sous la poupée. Il permet de faire basculer les vitesses un et deux vers les vitesses trois et quatre.  

Optez pour la manivelle électrique

Installer ou électrifier un winch n’est pas sans poser de problèmes donc une des solutions est d’utiliser une manivelle électrique. Jusqu’à ces dernières années, les modèles proposés n’étaient pas satisfaisants. Soit ils étaient alimentés par un câble encombrant et nécessitaient une installation électrique importante soit ils étaient sur batterie indépendante et, là, l’autonomie n’était pas suffisante. Depuis peu, nous trouvons la Ewincher de fabrication française. Elle fait appel aux techniques modernes tout en gardant le concept d’une manuelle. Le premier point important est la longueur, elle est identique à une manuelle (250 mm). Les trois modes de base sont : manuel, assisté et combiné. Pour le manuel, il suffit d’appuyer sur le pommeau et de l’utiliser comme une manivelle standard. L’assisté assure une rotation en fonction de l’appui (15 à 80 tr/mn). Pour l’enclencher, il faut appuyer sur le bouton situé sur la poignée. Le mode combiné permet en utilisation assisté, de tourner la manivelle comme une standard pour embraquer plus vite. Pour inverser le sens de rotation, deux solutions, soit on appuie sur le bouton du pommeau soit on positionne la manivelle de l’autre côté du winch. En pratique, sur le pommeau, un bouton donne accès au mode manuel ainsi qu’à l’inversion de sens. Un deuxième bouton sur la poignée assure la rotation (assistance électrique). Deux autres boutons, l’un placé à l’avant permet le déverrouillage du carré de blocage sur le winch et la mise sous tension, l’autre placé latéralement permet de sortir la batterie.

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Kit d'entretien© Albert Brel

A l’aide d’une application gratuite (smartphone), vous pouvez régler la force entre 10 et 32 kg. Sur le réglage maximum 32 kg, on obtient sur un winch de 40 une force de 274 kg (vitesse 1) et une de 1312 kg (vitesse 2). L’avantage de cette manivelle est qu’elle est autonome, légère et qu’elle peut être utilisée sur tous les winches du bord.

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Winch électrique sur multicoque© Albert Brel

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Nathalie Moreau
Nathalie Moreau
Nathalie Moreau est l'atout voyage et évasion de l'équipe, elle est passionnée de croisières et de destinations nautiques. En charge du planning rédactionnel du site figaronautisme.com et des réseaux sociaux, Nathalie suit de très près l'actualité et rédige chaque jour des news et des articles pour nous dépayser et nous faire rêver aux quatre coins du monde. Avide de découvertes, vous la croiserez sur tous les salons nautiques et de voyages en quête de nouveaux sujets.
Gilles Chiorri
Gilles Chiorri
Associant une formation d’officier C1 de la marine marchande et un MBA d’HEC, Gilles Chiorri a sillonné tous les océans lors de nombreuses courses au large ou records, dont une victoire à la Mini Transat, détenteur du Trophée Jules Verne en 2002 à bord d’Orange, et une 2ème place à La Solitaire du Figaro la même année. Il a ensuite contribué à l’organisation de nombreux évènements, comme la Coupe de l’America, les Extreme Sailing Series et des courses océaniques dont la Route du Rhum et la Solitaire du Figaro (directeur de course), la Volvo Ocean Race (team manager). Sa connaissance du monde maritime et son réseau à l’international lui donnent une bonne compréhension du milieu qui nous passionne. Il collabore avec les équipes de METEO CONSULT et Figaro Nautisme depuis plus de 20 ans.
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Sophie Savant-Ros, architecte de formation et co-fondatrice de METEO CONSULT est entre autres, directrice de l'édition des « Bloc Marine » et du site Figaronautisme.com. Sophie est passionnée de photographie, elle ne se déplace jamais sans son appareil photo et privilégie les photos de paysages marins. Elle a publié deux ouvrages consacrés à l'Ile de Porquerolles et photographie les côtes pour enrichir les « Guides Escales » de Figaro Nautisme.
François Tregouet
François Tregouet
Depuis toujours, François est passionné de voile en général et de multicoques en particulier. En croisière ou en course, de l’Europe à l’Australie, il ne les délaisse que lorsque le règlement l’exige : Mini-transat, Fastnet, Giraglia… Jamais rassasié de nouveautés, il a assisté à la plupart des salons sur les cinq continents. Depuis 2018 il se consacre entièrement à la rédaction et à l’information, notamment pour Figaro Nautisme.
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Albert Brel
Albert Brel, parallèlement à une carrière au CNRS, s'est toujours intéressé à l'équipement nautique. Depuis de nombreuses années, il collabore à des revues nautiques européennes dans lesquelles il écrit des articles techniques et rend compte des comparatifs effectués sur les divers équipements. De plus, il est l'auteur de nombreux ouvrages spécialisés qui vont de la cartographie électronique aux bateaux d'occasion et qui décrivent non seulement l'évolution des technologies, mais proposent aussi des solutions pour les mettre en application à bord des bateaux
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Charlotte est une véritable globe-trotteuse ! Très jeune, elle a vécu aux quatre coins du monde et a pris goût à la découverte du monde et à l'évasion. Tantôt à pied, en kayak, en paddle, à voile ou à moteur, elle aime partir à la découverte de paradis méconnus. Elle collabore avec Figaro Nautisme au fil de l'eau et de ses coups de cœur.
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Naviguant depuis son plus jeune âge que ce soit en croisière, en course, au large, en régate, des deux côtés de l’Atlantique, en Manche comme en Méditerranée, Denis, quittant la radiologie rochelaise en 2017, a effectué avec sa femme à bord de PretAixte leur 42 pieds une circumnavigation par Panama et Cape Town. Il ne lui déplait pas non plus de naviguer dans le temps avec une prédilection pour la marine d’Empire, celle de Trafalgar …
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Après une carrière internationale d’ingénieur, Michel Ulrich navigue maintenant en plaisance sur son Targa 35+ le long de la côte atlantique. Par ailleurs, il ne rate pas une occasion d’embarquer sur des navires de charge, de travail ou de services maritimes. Il nous fait partager des expériences d’expédition maritime hors du commun.
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Eric Mas est l'un des fondateur de METEO CONSULT – La Chaîne Météo. Éminent spécialiste de météo, Eric est également un marin passionné qui a routé les plus grands skippers sur toutes les eaux du globe : VDH lors du premier Vendée Globe, Philippe Jeantot, Jean Maurel, Michel Desjoyeaux, Francis Joyon, et tant d'autres. Actuellement il participe au projet de Lalou Roucayrol sur son multi 50.
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