ARC COMPOSITE D'ARBALETE

[Guillaume de Pensac]

J'ai le projet de réaliser un arc d'arbalète (réplique mi-XIIIe s), en matériaux composites.
L'âme de l'arc sera constituée par une latte en orme. L'intrados est prévu en corne de buffle et l'extrados, en tendons.

Pour coller l'ensemble des éléments composites entre eux, j'ai le choix entre: la colle de tendons, le colle de nerf et la colle de poisson.
Quelle serait la colle la plus appropriées pour réaliser ces collages ?
Pour quelles raisons ?
Est-ce que le composite nécessite d'être recouvert sur toute la longueur de l'arc par une ligature de tendons ?

[marco]

Je t'invite à jeter un coup d'oeil sur le forum webarcherie. Tu devrais y trouver toutes les réponses à tes questions.

[Guillaume de Pensac]

Marco, c'est bien parce que je n'ai pas trouvé de réponse satisfaisante sur le forum webarcherie que je pose la question sur le forum du GSM.
Je précise que mon objectif n'est pas de réaliser une arbalète d'inspiration médiévale mais une réplique mi-XIIIe s.

[montjoie]

j'ai le choix entre: la colle de tendons, le colle de nerf et la colle de poisson.
Quelle serait la colle la plus appropriées pour réaliser ces collages ?
Pour quelles raisons ?
Est-ce que le composite nécessite d'être recouvert sur toute la longueur de l'arc par une ligature de tendons ?

La fabrication d'un arc composite est affaire de spécialistes

J'ai un ami qui s'est lancé dans la construction d'un arc composite d'inspiration mongol: il est magnifique mais intirable et trés peu performant, l'âme en bois a été conçue trop épaisse !

Je suppose que la technique de fabrication est similaire pour un arc destiné à une arbalète, même si l'arc est nettement plus puissant

Pour l'instant , un des "spécialistes " les plus connus est Olivier Daviau.il a écrit un article de 12 pages sur la fabrication de l'arc composite, dans le livre de Bongrain"l'arc composite ou l'arc oriental"
Un autre article dans le livre "l'arbalète de l'orient à l'occident

Il préconise les colles animales.
La plus éfficace d'entre elles, et celle faite à partir d'esturgeon

Pour quelles raisons ?

"certaines colles comme celle de la vessie natatoire ou de peau de machoire d'esturgeon ont un grand avantage: celui de résister au temps.
Ces colles traditionnelles sont encore utilisées en ébénesterie, pour les fabriquer, il suffit de plonger la peau ou les parties de poisson dans de l'eau chaude pour en extraire les graisses et les autres impuretés.Aprés cela , les éléments organiques sont longuement mis à bouillir afin d'extraire le précieux collagène, on obtient des plaques cassantes qui redeviennent de la colle quand on les trempe dans de l'eau chaude.
Dans le commerce on trouve ces colles de peau ou de poisson sous la forme de poudre ou de petit cubes cristallisés.


"il existe des colles synthétiques "haute performance"parfaitement adaptées à la fabrication de l'arc composite, mais elles sont déconseillées, car même si leurs propriétés adhésives sont parfaites, elles ne "jouent "pas parfaitement avec des matériaux naturels comme la corne et surtout le tendon et risquent de se craqueler lors de la mise en tension

Dans un autre bouquin de Jim Hamm (1994),il y a aussi une réponse à ta question:

"la colle destinée à lier les tendons à l'arc est faite à partir de produits d'origine animale, comme des copeaux de cuir ou des fragments de tendons.Aucune autre colle, même la résine époxide ou d'autres colles modernes, ne fera l'affaire.La colle de peau est compatible avec les tendons car elle est constituée de la même protéine animale et adhérera solidement au dos de l'arc ""
MP suit

[marco]

Marco, c'est bien parce que je n'ai pas trouvé de réponse satisfaisante sur le forum webarcherie que je pose la question sur le forum du GSM.
Je précise que mon objectif n'est pas de réaliser une arbalète d'inspiration médiévale mais une réplique mi-XIIIe s.

Pas de soucis, j'espère pour toi que tu trouveras ici ou ailleur ce que tu cherches.
Et surtout, fais nous quelques photos des différentes étapes de réalisation, ça sera super intéressant.

[Guillaume de Pensac]

Merci Montjoie, pour ces explications.
Nous savons que les arc composites sont toujours fabriqués en extrème orient et que les facteurs d'arcs utilisent de préférence de la colle d'esturgeon.
Or il est dit aussi dans les textes que la colle de nerf était employée dans l'ébénisterie associée à de la colle d'os, car cette colle était trop souple, mais qu'elle était utilisée principalement dans l'archerie.

[Turtle]

Chez " Emotion Primitive" http://www.emotionprimitive.com/livres_arcs.htm
Il y a les 4 livres pour la fabrication des arcs.
Arc 1 est pour les arcs monoxyles ( je ne me sert que de celui ci)
Dans Arc 3 il y a la methode pour faire un arc type mongol

Concernant la colle de poisson , je m'en suis servi pour faire une ligature en tendon sur un arc en if qui avait une faiblesse. Et ben c'est pas facile a maitriser , bonne chance.
Les colles animales craignent l'humidité, il faut gainer les branches une fois terminé.

[montjoie]

Or il est dit aussi dans les textes que la colle de nerf était employée dans l'ébénisterie associée à de la colle d'os, car cette colle était trop souple, mais qu'elle était utilisée principalement dans l'archerie.

Dans un article de Pierre Emmanuel DEQUEST où celui-ci développe les qualités de l'arc composite, il affirme s'agissant des colles

"la colle de poisson se conditionne sous la forme de filaments secs(une colle de poisson ne doit jamais être achetée en grains, sa composition en serait invérifiable....
"....j'ajouterais pour les amateurs éclairés qu'il existe une colle naturelle pour matière organiques incroyablement souple et résistante, tirée de la peau de lapin, qui se trouve facilement"

[montjoie]

Est-ce que le composite nécessite d'être recouvert sur toute la longueur de l'arc par une ligature de tendons ?

"....Le choix des colles utilisées pour l'assemblage est ensuite déterminant, un mauvais collage compromet l'éfficacité de l'arme et la rend dangereuse pour le tireur.Certaines parties ont donc pu être ligaturées. (armes du diable-arcs et arbalètes au moyen-âge- Valérie Serdon)

[Guillaume de Pensac]

Merci Turtle, pour ton aide et ton expérience.
Il est évident qu’avant de me lancer dans cette aventure de reconstitution je me suis longuement documenté. J’ai lu les trois ouvrages consacrés à la Fabrication des arcs « primitif ». J’ai lu aussi beaucoup d’autres ouvrages relatifs à la fabrication des arcs composites. J’ai déjà réalisé deux arbalètes XVe s (il y a plus de 25 ans) pour les besoins du Musée Denon.

Si presque tout est dit sur la fabrication des arcs composite, malheureusement pour moi, je ne trouve pas d’étude assez poussée sur la réalisation de l’arc composite d’arbalète.
Rien sur l’échantillonnage de l’arc : longueur, largeur et épaisseur et épaisseur des renforts de corne et de tendons.
Mon arc devrait avoir une allonge de 30 cm pour une puissance inférieure à 200 lbs.
Est-ce que je suis condamné à construire et expérimenter plusieurs arcs d’arbalète ?

[Guillaume de Pensac]

Ces arcs d'arbalète n'ont rien de commun avec les arcs composites.

Les arcs composites d'arbalète sont courts, épais et recouverts d'un matériau isolant.

[montjoie]

Mon arc devrait avoir une allonge de 30 cm pour une puissance inférieure à 200 lbs.
Est-ce que je suis condamné à construire et expérimenter plusieurs arcs d’arbalète ?

J'ai bien peur que oui.
Les facteurs d'arc (à main) actuels ont des gabarits d'épaisseur de lames en fonction de la puissance désirée, les plus proféssionnels arrivent à + ou- 5 livres.Ils gardent jalousement leur secret.
Je n'ai jamais trouvé des "conseils" pour arriver à une puissance voulue pour un arc d'arbaléte, leur "secret s'est perdu dans la nuit des temps.Même Valérie Serdon dans son étude "armes du Diable-arcs et arbalètes au moyen-âge" ne donne aucune information à ce sujet suite à ses recherches poussées en archéologie.
Mieux, elle affirme :
"Une variante apparaît dans des représentations du XIII et du premier quart du XIV siècles.En effet, l'arc de l'arbalète est composite, c'est à dire que l'artisan a mis en oeuvre les différentes propriétés du bois de coeur et de l'aubier au moment de la fabrication.(p178)
Que veut-elle dire?
Que l'artisan n'employait, comme support des tendons et de la corne, que l'aubier? que le bois de coeur? les deux ensemble ce qui expliquerait peut-être le diamétre exagéré des arcs d'arbalète
On sait que le bois d'if est un "composite naturel"si bien que souvent on a l'impression que l'arc fait à
partir de ce matériau est lamellé.



L'américain Saxton Temple Pope a fait des expériences sur la faculté d'élasticité des bois pour la confection des arcs :il a séparé l'aubier, du bois de coeur
il en déduit que l'aubier blanc est plus élastique que fragile, le bois rouge est fort et cassant .
On est en droit de se demander, quelle partie du bois pour lâme de l'arc, le facteur d'arbalète employait , sachant que certain support sont aussi en "fanon de baleine "fréquent à l'époque .

Ces arcs d'arbalète n'ont rien de commun avec les arcs composites.

A mon humble avis, compte tenu de leur épaisseur, je pense qu'ils sont plus faciles à faire qu'un arc composite normal, la technique de collage tendons et cornes est la même, comme l'arc d'arbaléte est plus court, moins de pièces à assembler, pas de branches vrillées,les points délicats se situent peut-être dans l' équilibrage des branches et surtout dans la puissance qu'on désire lui donner

[Guillaume de Pensac]

Bonjour Montjoie.
Merci pour ton implication dans l'étude de l'arc composite de l'arbalète.

Est-ce que l'arc composite d'arbalète est " plus facile à faire qu'un arc composite normal " je pense que oui. D'ailleurs tu as pu t'apercevoir que je tire dans les médiévales avec un arc mongol Wolf II de Lajos Kassaï, en composite moderne.
Si la technique de collage tendons et cornes est la même que pour celle d'un arc, il est vrai que le risque de vriller les branches est écarté. Mais il est presque certain que l'ajout important de tendons sur le dos de l'arc va apporter une précontrainte non négligeable quand l'ensemble sera sec. Si je construit un arc droit, une fois sec celui-ci sera probablement reflex, comme celui de ta deuxième photo.
Penses-tu qu'il faut que je le réalise deflex pour qu'une fois sec il soit à peu près droit ?

[montjoie]

Si je construit un arc droit, une fois sec celui-ci sera probablement reflex, comme celui de ta deuxième photo.
Penses-tu qu'il faut que je le réalise deflex pour qu'une fois sec il soit à peu près droit ?

J'ai lu (mais je n'ai pas retrouvé le texte) que c'est bien le support qui donne la forme voulue et définitive de l'arc.La couche de tendons amplifie légérement la courbe de l'arc déjà formée.


"les tendons vont remédier à presque tous les problèmes liés au dos de l'arc, tel que les noeuds, les fentes dans le grain ou les fissures.......Lorsque les tendons sèchent, aprés avoir été appliqués, ils ont tendance à retrécir....les tendons permettent aussi à l'arc de conserver la forme que vous lui donnez en le graissant et en le chauffant.Ils évitent que l'arc ne suive pas la corde "(Jim Hamm)

J'ai trouvé dans le livre de T'AN TAN-Chiung une indication susceptible de donner une idée sur la quantité de tendons à employer en fonction de la puissance à atteindre .

"La quantité de tendon posée sur les arcs n'est pas toujours la même et dépend de leur puissance respective.
La quantité pour chaque arc est déterminée comme suit:


puissance de 3 li--2onces et 8 cash
------------de 8 li = 5 onces et 2 cash
------------de 12 li=7 onces et 4 cash


-Li étant la mesure de puissance d'un arc-(1Li =13,3 livres anglaises)

-10 cash=1 once
-16onces=1catty
-1catty= 1,3 livres (approximativement )
Ainsi un arc d'une puissance de 8Li correspond à environ 106 livres
------------------------------------14 Li correspond à environ 187 livres
et ainsi de suite

[Guillaume de Pensac]

Effectivement, Montjoie, ceci est valable pour un ARC, mais pour un arc d'abalète, la grande quantité de tendons collés sur le dos de l'arc crée une forte contrainte de tension lors du sèchage car les tendons se rétractent. L'arc devient relex sur toute sa longueur (ce qui peut être intéressant dans le cas d'une recherche de grande puissance). En revanche, cette contre courbure de l'arc nécessite un appareillage particulier pour la pose du cordage.

Mais est-ce qu'il ne serait pas possible de calculer l'arc composite comme une "poutre isostatique". Si nous connaissons les contraintes admissiblees à la compression de la corne et les contraintes admissible de traction du tendon, nous avont alors la possibilité, pour un arc de 200 lbs, de déterminer la section de corne et la section de tendon. Dans ce cas de figure nous n'avons qu'une charge ponctuelle appliquée de 200 lbs au milieu de l'arc. Comme pour toute poutre, on peut obtenir les efforts de cisaillement longitudinaux qui seront maximaux aux coches et nuls au milieu de l'arc. Cela pourrait expliquer l'importance des ligatures de tendons à proximité des coches. Mais est-ce que ces calculs de Résistence des matériaux sont réellement applicables au calcul d'un arc médiéval ? Il y a peut être d'autres paramètres supplémentaires à prendre en compte dans le calcul et de plus nous ne savons pas comment résiste le tendon au cisaillement ?

Quel est ton avis ?