North Sails a été le pionnier de la fabrication de voiles en 3D en 1990 avec un programme secret de développement de voiles sous haute sécurité. L'objectif était de développer une voile radicalement nouvelle, plus légère, plus résistante et plus rapide que tout ce qui existait auparavant. Elle a été baptisée 3DL.

Lors de la Key West Race Week 1993, North a équipé sept bateaux avec les nouvelles voiles 3DL. Dans son numéro d'avril 1993, le Yachting Magazine a publié un article : "Sept bateaux à Key West... portaient des voiles fabriquées avec le nouveau 3DL de North. Deux d'entre eux ont gagné leur classe et un seul s'est classé plus bas que la quatrième place. Ces résultats en disent plus long sur les bateaux et leurs équipages que sur la contribution d'une seule voile. Mais il est indéniable que la 3DL a été un fil conducteur".

Un an plus tard, une voile 3DL plus aboutie est revenue à Key West et a dominé l'une des flottes de course internationales les plus importantes et les plus compétitives jamais réunies. Les résultats ont été sans équivoque et un déluge de commandes de voiles 3DL a produit un carnet de commandes qui a duré deux ans. La 3DL marque le début de l'histoire de la voilerie 3D de North Sails.

North Sails s'est lancé dans le concept 3Di pour la construction de voiles dans les années 2010. À l'époque, le 3DL était incontestablement le nec plus ultra de la voilerie de haute performance. Les voiles 3DL équipaient les bateaux vainqueurs de la Coupe de l'America, de la Volvo Ocean Race, de la plupart des Grands Prix côtiers et d'innombrables bateaux de course locaux. Cependant, si nos clients étaient généralement satisfaits des produits 3DL, nos concepteurs et nos vendeurs savaient que la durabilité du produit devait être améliorée. Dans les meilleurs exemples, les voiles ne duraient pas assez longtemps pour offrir à nos clients la valeur que nous souhaitions. Dans les pires cas, les voiles se délaminaient prématurément, laissant les propriétaires de bateaux avec un désordre de film Mylar et de fils détachés. Il n'était pas évident que le 3Di serait suffisamment performant pour remplacer le 3DL, mais il était évident que nous devions l'essayer.

Le premier concept de voile 3Di a été apporté à North Sails par les inventeurs Gérard Gautier et Eduard Kessi sous la forme de voiles "Amalgam". Les composants du produit Amalgam étaient des rubans de filaments étalés composés de résine et de matériau PBO, des panneaux plats dont la forme de la voile était introduite par le biais d'un dispositif d'ourlet large réglable, et la cartographie des rubans déterminée à l'aide du logiciel Relax FEA. Au cours des premières années de collaboration avec Gérard, les concepteurs et ingénieurs de North Sails ont modifié chacun de ces composants, en ne conservant que le concept d'étalement des fibres en filaments.

Aujourd'hui, la voilerie 3Di est devenue un système sophistiqué d'ingénierie de la structure d'une voile adaptée aux exigences précises du bateau, au gréement et à l'environnement d'utilisation prévu. Nos concepteurs de voiles sélectionnent des rubans à partir d'une bibliothèque de types de fibres, de styles hybrides et de poids et appliquent ces matériaux à un plan de taping qui dicte le comportement de la voile sous les charges de navigation. Les sélections de matériaux et le plan d'assemblage sont les éléments constitutifs de la structure, et le processus de moulage tridimensionnel unique confère la forme statique à cette structure. La modélisation de North Design Suite fournit les informations dont le concepteur a besoin pour mettre au point les changements dynamiques de la forme de la voile lorsque le navigateur se déplace à travers la gamme des commandes à bord.

Il est possible de fabriquer une très bonne voile en adoptant une approche de type "seat-of-the-pants". Beaucoup de grands navigateurs dans le monde ont une bonne connaissance de la couture large et de la courbe du guindant et ont un œil naturel pour la bonne forme de la voile. Grâce à des essais et des erreurs, à l'utilisation de matériaux disponibles dans le commerce, à des logiciels prêts à l'emploi et à de nombreux commentaires de la part de ces marins doués, l'approche "par les marins, pour les marins" a fonctionné pour la plupart des voiliers pendant de nombreuses décennies. Mais cette approche serait un désastre pour le système de production 3Di.

3Di repose avant tout sur une approche scientifique visant à comprendre les propriétés de tous les types de fibres dont nous disposons. Ces propriétés changent lorsque la fibre est étalée au niveau du filament et lorsque deux types de fibres ou plus sont mélangés dans le même ruban pré-imprégné. Dans tous les cas, ces propriétés changent à nouveau lorsque le matériau est empilé dans une structure composite et soumis à des facteurs de fatigue tels que le flottement, le pliage, la flexion et l'exposition à l'environnement. Malheureusement, les données fournies par les fabricants de fibres sont souvent trompeuses ; leurs méthodes d'essai ne sont pas pertinentes pour les cas d'utilisation de la voile ou, dans de nombreux cas, parce qu'ils ne comprennent pas comment leurs fibres se comportent sur l'eau.

North Sails est le seul fabricant de voiles concurrent à comprendre les propriétés des matériaux après la fatigue, car nous effectuons des tests en interne et étudions en permanence. Grâce à cette compréhension, nous fabriquons des matériaux sur mesure en combinant des types de fibres dans des rubans préimprégnés à filaments étalés avec une large gamme de caractéristiques de traction, de module et d'élasticité contrôlées.

Les concepteurs de voiles North sont aux commandes de l'ensemble du processus 3Di. Ils disposent de la suite d'outils d'analyse aérodynamique et structurelle la plus puissante au monde. Ce n'est pas un hasard si tous les syndicats de l'America's Cup participant à la 37e édition ont loué la North Design Suite (NDS) pour fournir des données aérodynamiques à leurs équipes d'ingénieurs. La NDS est dotée d'une bibliothèque de bandes 3Di et d'une autre bibliothèque de solutions d'agencement de bandes. Lorsqu'un style de bande est sélectionné et appliqué à une disposition, les propriétés et l'orientation de cette bande dictent le comportement de la surface de la voile. Par exemple, le concepteur de la voile peut choisir un ruban avec un module extrêmement élevé et une disposition avec une cartographie directe de la direction de la charge, résultant en une zone de la voile qui ne change pas quelle que soit la charge appliquée. Pour une autre partie de la voile, le concepteur peut appliquer un ruban ayant une élasticité beaucoup plus élevée et orienter les rubans de manière à ce qu'ils soient perpendiculaires à la direction de la charge ; cette partie de la voile s'étirera sous l'effet de la charge. Chaque élément de la voile se comportera d'une manière déterminée par les matériaux empilés dans cet espace, et la mosaïque de tous ces éléments détermine la forme de la voile. Le concepteur de la voile peut définir la forme et la profondeur de la voile à travers la gamme des charges aérodynamiques et la tension de la ligne de contrôle en utilisant la puissance du NDS et les propriétés des matériaux 3Di.