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Doublage en cuivre

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Graduations sur la poupe du Cutty Sark avant restauration, coque doublée avec l'alliage de Muntz (en)[1],[2].
La poupe du Cutty Sark après restauration, doublée avec l'alliage de Muntz (en)
Étrave d'un navire recouvert de cuivre du début du XIXe siècle, retrouvé dans les eaux ultra-profondes du golfe du Mexique. La majeure partie du bois de la coque s'est désintégrée, mais le cuivre qui recouvrait la coque a conservé sa forme. La couleur vert-de-gris est due à l'oxydation (crédit photo : NOAA Okeanos Explorer Program).

Le doublage en cuivre d'une coque de navire est une méthode d'antifouling consistant en l'apposition de plaques de cuivre à l'extérieur des œuvres vives.

Histoire

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Antiquité et Moyen-Âge, Orient et Occident

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Des clous recourbés (clenched nails) en cuivre sont utilisés sur des bateaux au Ve siècle av. J.-C. ; plus tard, les romains posent un doublage de plomb sur les quilles de navires[3].

Plusieurs sources en langue chinoise de l'antiquité rapportent l'existence de « navires de cuivre » associés aux peuples Yue du nord du Vietnam. Une référence du IVe siècle apparaît dans le Shui Jing Zhu (Commentaire sur le classique de l'eau (en)) de Li Daoyuan : « Dans la rivière, il y a des navires en cuivre mis à l'ancre par les rois des Việt. Lorsque la marée se retire dans le fleuve, les gens peuvent les voir. » (江中有越王所鑄銅船，潮水退時，人有見之者). Une déclaration similaire se trouve dans le Jiaozhou Ji (Archives de Jiaozhou) du IVe siècle par Liu Xinqi : « Les Việt coulent du cuivre pour fabriquer des navires ; lorsque les marées du fleuve reculent, on peut les voir ». (越人鑄銅爲船，在江潮退時見). Les commentaires par plus d'un auteur suggèrent que ces "vaisseaux en cuivre" étaient relativement bien connus. Par ailleurs, le fait que le cuivre ne pouvait être vu que par marée basse indique que le cuivre était attaché seulement en bas de la coque, plutôt que de recouvrir toute la coque.

Les références aux navires en cuivre se poursuivent jusqu'au IXe siècle, apparaissant alors dans des descriptions du commerce maritime entre Canton (Guangzhou) et Annam. Dans le Lingbiao Lu Yi du Xe siècle (Archives de l'étrange de l'au-delà des cols), Liu Xun écrit : « Chaque année, Guangzhou expédiait régulièrement des navires en cuivre vers Annam pour y faire le commerce de marchandises ; la route passait par Diaoli ». (每歲，廣州常發銅船過安南，貨易路經調黎). La pratique du doublage des coques avec du cuivre a pu se poursuivre plus avant dans le 2e millénaire dans le nord du Vietnam et sur les côtes du sud de la Chine.

Époque moderne

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Avant le XVIIIe siècle, ce mollusque est connu sur les côtes européennes[n 1], mais surtout pour les dommages qu'il cause aux coques de navires, et non aux structures fixes[5]. Le problème des tarets ne s'y pose qu'avec le début des expansions coloniales et l'envoi de plus en plus fréquent de bateaux dans les eaux chaudes infestées par ces voraces mollusques naviphages. Très rapidement, les bateaux importent les tarets dans leurs ports d'attache ; ces animaux s'acclimatent vite aux températures plus froides, y prolifèrent et, nouveauté, s'attaquent en masse aux installations portuaires en bois immergé – au point de créer la crise environnementale majeure du XVIIIe siècle : l'infestation de l'Europe du nord-ouest par les tarets dans les années 1730[5],[n 2].

En 1708 Charles Perry, un constructeur de bateaux de Liverpool[11], suggère au Bureau de la Royal Navy de doubler de cuivre les coques des bateaux. L'idée est rejetée : ces messieurs trouvent le procédé trop cher. Mais dans les colonies d'Amérique le conflit larvé entre la France et le Royaume-Uni se fait pressant : au fil du XVIIIe siècle, la guerre apparaît de plus en plus inévitable ; de fait la situation aboutit à la guerre de la Conquête (1754-1760, Français, milices de la Nouvelle-France et alliés autochtones, contre Britanniques, milices américaines et alliés iroquois) puis la guerre de Sept Ans (1756-1763, France alliée à l'Autriche, la Russie et l'Espagne, contre Grande-Bretagne alliée à la Prusse). La Grande-Bretagne est victorieuse, la France perd presque toutes ses colonies et tout le monde est exsangue – Grande-Bretagne y compris, qui essaie ensuite de regarnir ses bourses en taxant les territoires conquis, abuse du procédé et se retrouve avec la guerre d'indépendance des États-Unis (1775-1783) sur les bras.
Dans le même temps la Grande-Bretagne commence peu après le milieu du XVIIIe siècle la conquête de l'Inde par l'intermédiaire de la Compagnie britannique des Indes orientales, bras droit de la couronne britannique ; face aux fabuleuses richesses sur lesquelles faire main basse – et à la compétition avec les autres pays européens eux aussi en lice pour les mêmes raisons –, le coût du doublage en cuivre ne paraît plus aussi élevé.

La Royal Navy fait ses premiers essais de gainage en cuivre à la fin des années 1750 : le fond et les flancs de plusieurs quilles de navires et fausses quilles (en) sont gainés de plaques de cuivre pour prévenir les dommages causés par les tarets[12],[13]. En 1761, la frégate HMS Alarm (en) est doublée de cuivre à titre d'expérience[14]. Un second navire l'est en 1765, puis un troisième en 1770 et un cinquième en 1776. En 1777, on en est au neuvième.

Mais très vite, un problème majeur apparaît. En effet, à l'époque, la corrosion aqueuse est un phénomène certes déjà connu des mineurs mais peu étudié ; le cuivre du doublage réagit avec l'eau salée et les boulons ferreux de la coque, détériorant ceux-ci en quelques années[15]. L'amirauté remet alors en question la technique. Finalement, elle suggère aux chantiers navals d'utiliser des boulons faits d'alliage et non de métal pur, ce qui résout le problème. Le doublage en cuivre est confirmé à partir de 1783[14]. Un vaisseau de 74 canons nécessitait 14 tonnes de cuivre pour un coût de 1 500 livres sterling de l’époque à comparer au coût de 262 £ du bois. Les avantages de l'augmentation de la vitesse et de temps en mer justifiant les coûts impliqués[16]. La flotte marchande britannique suit l'exemple de la flotte de guerre : un seul navire doublé est enregistré à la Lloyd's of London en 1777 ; 275 (soit 3 % de la marine marchande) en 1786 ; et 18 % de la flotte en 1816[17]. Les Britanniques ont un atout majeur : ils disposent des mines de cuivre de la montagne de Parys sur l'île d'Anglesey ; minées dès l'âge du bronze, on y a retrouvé des filons importants en 1768. Elles deviennent les mines de cuivre les plus productives d'Europe dès les années 1780[4],[18].

En France, ce n'est qu'en 1772 qu'un premier navire, la Belle Poule, est doublé mais ce doublage s'avère peu durable[15]. Des essais et expérimentations sont alors menés[19]. En juillet 1778, la frégate Iphigénie ramène au port de Brest le cutter HMS Lively (en)[20]. doublé en cuivre. Ce même mois, commence un chantier de doublage de la coque de l'Iphigénie après examen du cutter capturé. Le doublage fini, le navire est envoyé en Amérique où, à son arrivée, le capitaine Kersaint se rend compte que le cuivre est altéré, voire percé en de nombreux endroits[19]. Il renvoie alors en France un mémoire où il consigne ses remarques ainsi que quelques conseils relatifs aux changements à apporter à la technique utilisée. En octobre 1779, la frégate Surveillante rentre au port après un combat acharné contre le HMS Quebec. Ayant été doublée en mai de la même année, son désarmement donne lieu à de nouvelles plaintes concernant le doublage[21]. Une nouvelle tentative est faite en décembre 1779 sur la Néréide, en recouvrant le cuivre d'une sorte de vernis. À son retour d'Espagne, la frégate est inspectée, et il s'avère que la partie de la coque doublée de cette manière a mieux résisté[22]. Les navires suivants, doublés avec cette méthode, rapportent des observations contraires. Après quelques années et plusieurs expériences, on se rend enfin compte que le fer et le cuivre cohabitent très mal. On tente de résoudre le problème en appliquant entre la coque et le doublage des enduits à base de suif et de goudron[23] ; cette isolation est insuffisante, l'électrolyse des métaux provoque rapidement la destruction de ces vaisseaux. Réalisées dès 1785[réf. nécessaire] avec des œuvres vives chevillées en bronze et cloutées de cuivre[24], des bordés fixés par des gournables et des ferrures de gouvernail en bronze, les nouvelles constructions donnent finalement satisfaction.[réf. nécessaire]

La technique se généralise alors sur les navires de guerre de l'époque, puis les navires marchands – dont les négriers –, jusqu'à ce que l'utilisation de la peinture antifouling (qui contient elle aussi du cuivre) ne la supplante[15].

Cette technique a perduré jusqu'au début du XXe siècle[15] et est encore, bien que rarement, utilisée de nos jours[25].

Effets

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Selon S.K. Brown (1998), le cuivre neuf est efficace comme anti-fouling pendant environ un an. Après quoi le cuivre est nettement oxydé ; même le nettoyage énergique en cale sèche a peu d'effet sur cette réaction. L'encrassement des parois du bateau par les algues et les coquillages se reforme alors beaucoup plus rapidement que sur le cuivre neuf[26],[27].

Notes et références

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Notes

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  1. ↑ Plus petits que leurs cousins tropicaux, les espèces européennes de tarets ont toujours été plus une nuisance qu'une menace. La gestion de leurs infestations était bien comprise par les marins avant l'ère de la découverte. Les premiers navires étaient assez légers pour être traînés hors de l'eau, et quelques jours sur une plage chaude de la Méditerranée tuaient les vers. Les plus grands navires étaient traités avec des mélanges de crin et de goudron, parfois recouverts d'une couche supplémentaire de feuilles de plomb. Ainsi des navires de Nemi, deux grandes barges construites pour l'empereur romain Caligula découvertes dans le lac de Nemi au sud de Rome dans les années 1920[4].
  2. ↑ Teredo navalis apparaît en 1730 sur la côte des Pays-Bas ; dès 1731 et 1732, il cause la destruction massive des constructions en bois qui protègent les digues de Zélande et de Frise-Occidentale, et le pays doit commencer dès 1733 à remplacer – à grands frais – le bois des digues par des pierres. Les écluses dans les ports en amont de l'estuaire du Rhin-Meuse ont été trouvés infectés en 1826, et les quais se sont effondrés[6].
    Des récits de l'événement des années 1730 sont disponibles sur l'internet ; en français il y a entre autres ceux par Pierre Massuet[7] ou par Jean Rousset de Missy[8], tous deux publiés en 1733. Dans un environnement favorable, Teredo navalis peut détruire des poteaux de sapins de 15 cm de diamètre en six semaines[9], et réduire à des décombres des pieux de chêne de 10 m de long et 25 cm d'épaisseur en 7 mois[10].

Références

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  1. ↑ (en) Rick Spilman, « Mr. Muntz's Marvelous Metal and the Cutty Sark », sur oldsaltblog.com, (consulté en ).
  2. ↑ (en) « See Cutty Sark's copper hull », sur rmg.co.uk, Royal Museums Greenwich (consulté en ). Cette page donne “copper” en titre mais précise bien que c'est l'alliage de Muntz (en).
  3. ↑ GlobalSecurity.org.
  4. ↑ a et b (en) Philip K. Allan, « Copper-Bottoming the Royal Navy », Naval History, US Naval Institute, vol. 33, no 3,‎ (lire en ligne [sur usni.org], consulté en ).
  5. ↑ a et b (en) « Shipworm. A Transregional and Interdisciplinary Study of the Societal Impact of the Shipworm Epidemic in the North Sea Region in the Eighteenth Century », groupe d'études rassemblant des historiens du CRBC (Centre de recherche bretonne et celtique, Université de Bretagne Occidentale, Brest) et des écologistes marins du LEMAR (Laboratoire des sciences de l'environnement marin, Plouzané, sur iuem.univ-brest.fr (consulté en ).
  6. ↑ (en) Peter Paalvast et Gerard van der Velde, « New threats of an old enemy: The distribution of the shipworm Teredo navalis L. (Bivalvia: Teredinidae) related to climate change in the port of Rotterdam area, the Netherlands » (cet article devient le chapitre 5 de la thèse de doctorat de P. Paalvast en 2014 : Ecological studies in a man-made estuarine environment, the Port of Rotterdam (présentation)), Marine Pollution Bulletin, vol. 62,‎ , p. 106-123 (1822–1829) (lire en ligne [PDF] sur vliz.be, consulté en ).
  7. ↑ Pierre Massuet, Recherches intéressantes sur l'origine, la formation, le développement, la structure, etc. des diverses espèces de vers à tuyau, qui infestent les vaisseaux, les digues, etc. de quelques-unes des Provinces-Unies. On y a joint les procès-verbaux qui ont été dressés par les inspecteurs des digues, au sujet du dommage causé par ces vers. Avec leurs différentes figures en taille-douce, gravées d'après nature, Amsterdam, François Changuion, , 233 p. (lire en ligne [sur archive.org]).
  8. ↑ Jean Rousset de Missy, Observations sur l'origine, la constitution et la nature des vers-de-mer qui percent les vaisseaux, les piliers, les jetées et les estacades, La Haye, Adrien Moetjens, , 31 p. (lire en ligne [sur books.google.fr]).
  9. ↑ Snow, 1917. Cité dans Paalvast et Velde 2011, p. 107.
  10. ↑ Cobb, 2002. Cité dans Paalvast et Velde 2011, p. 107.
  11. ↑ (en) Dave Trott, « Using what we've got », sur davetrott.co.uk (consulté en ).
  12. ↑ (en) J. Telegdi, L. Trif et L. Romanski, « Smart Anti-biofouling Composite Coatings for Naval Applications », dans Maria de Fátima Montemor, Smart Composite Coatings and Membranes: Transport, Structural, Environmental and Energy Applications, Cambridge, UK, Elsevier, (ISBN 9781782422952, OCLC 928714218, DOI 10.1016/B978-1-78242-283-9.00005-1), p. 130–131.
  13. ↑ (en) J. R. Harris, « Copper and shipping in the eighteenth century », The Economic History Review, vol. 19, no 3,‎ , p. 550–568 (DOI 10.1111/j.1468-0289.1966.tb00988.x, lire en ligne [PDF]).
  14. ↑ a et b Fincham 1852, p. 62.
  15. ↑ a b c et d Armel Cornu, « L'attaque des vers marins », Pour la Science, no 582,‎ .
  16. ↑ (en) Nicholas Rodger, The Command of the Ocean. A Naval History of Britain, 1649-1815, Londres, Allen Lane, , 907 p. (ISBN 0-7139-9411-8, OCLC 1420369941), p. 375.
  17. ↑ (en) Mike McCarthy, Ships' Fastenings : From Sewn Boat to Steamship, Texas A&M University Press, (ISBN 1-58544-451-0, lire en ligne), p. 108-109.
  18. ↑ (en) « Charles Roe », sur britishmuseum.org (consulté en ).
  19. ↑ a et b Panckoucke 1786, p. 77.
  20. ↑ Ships of the Old Navy, « HMS Lively »
  21. ↑ Panckoucke 1786, p. 78.
  22. ↑ Panckoucke 1786, p. 79.
  23. ↑ Panckoucke 1786, p. 80.
  24. ↑ Jacques Gay, « Le fer dans la marine en bois : l'exemple de la flotte de guerre française (1665-1815) », Histoire & Mesure, vol. 3, no 1,‎ , p. 53–86 (voir p. 65) (DOI 10.3406/hism.1988.1290, lire en ligne, consulté en ).
  25. ↑ Étude de la FNPPSF.
  26. ↑ (en) Tony Beales, « “Great Expectations” The approach of British Ships at the Battle of Trafalgar », Mariner’s Mirror, vol. 96, no 4,‎ , p. 455-467.
  27. ↑ (en) David K. Brown, « The Form and Speed of Sailing Warships », Mariner’s Mirror, vol. 84, no 3,‎ , p. 298-307 (voir p. 303) (DOI 10.1080/00253359.1998.10656701). Cité dans Beales 2010.

Bibliographie

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Voir aussi

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Articles connexes

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Liens externes

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Architecture d'un grand voilier
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