Les ressources disponibles sur internet et les logiciels de conception étant principalement en anglais, le vocabulaire technique des articles suivants sera donc in English.
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Des ressources pour débuter
Un MOOC de l’université de Terengganu (en anglais):
https://www.openlearning.com/courses/naval-architecture-umt
Les vidéos de NEEC (en anglais):
Principales mesures de coque 1
Plan en coupe longitudinale ( Centerline plane ℄)
La Longueur notée L varie selon les sources. Elle peut désigner la longueur de la Line between perpendicular ou la Waterline .
Fichier .gif « home made » avec Gimp 🙂
Principales mesures de coque 2
Plan en coupe transversale la plus large du navire (Midship station)
Station: plan en coupe transversale
Proportions de la coque (Hull ratio)
Block Coefficient :
Comparaison du volume immergé de la coque avec le volume du « cube d’eau » pouvant la contenir.
Il permet de comparer la finesse de la coque du navire. Plus le coefficient est petit, plus la coque est étroite. (valeurs type: CB=0.40: voilier, CB=0.90: tanker)
CB = ∇/ ( L.B.T )
Avec ∇ représentant le volume immergé de la coque.
L,B,T: Voir articles précédents
Midship coefficient:
Conditionne la résistance hydrodynamique (valeurs type: CM=0.75: destroyer, 0.95: tanker)
CM= AM/ ( B.T )
Avec AM , surface de la section sous la ligne de flottaison (angl. « station ») au milieu du bateau (le plus large).
Prismatic Coefficient :
Comparaison du volume immergé de la coque avec le volume du prisme de section AM
(valeurs type: CP=0.57: destroyer, 0.85: tanker)
CP = ∇/(AM.L) = CB / CM
Waterplan coefficient:
Compare la surface de la coupe longitudinale au niveau de la ligne de flottaison (Aw) à un rectangle pouvant la contenir.
CW = Aw/ (L.B)
Un peu de vocabulaire: Geometry of ships
Action de la gravité
A cause de sa masse et sous l’action de la gravité, il existe force verticale, vers le bas : le poids.
Le poids s’applique sur le centre of gravity du navire, noté G. Ce centre of gravity dépend directement du design de la coque.
Heureusement, une force de sens inverse va s’opposer au poids, la poussée d’Archimède.
La poussée d’Archimède
La flottabilité (Buoyancy) existe grâce aux forces de pressions exercées sur la coque. La force résultante de ces forces de pression est verticale, vers le haut : la poussée d’Archimède.
Son intensité dépend du volume immergé ( ∇ ) et de la densité de l’eau (qui varie en fonction de la salinité, température).
La poussée d’Archimède s’applique sur le Centre de flottabilité (of buoyancy) noté B.
On note KB la distance entre B et le fond de la midship station (noté K pour Keel).
On note LCB sa distance à la midship station.
Le centre de gravité (of gravity) et le centre de flottabilité (of buoyancy) sont différents.
Équilibre statique: Flotter!
2 conditions pour flotter :
- La somme des forces (Poids et poussée d’Archimède) est nulle (la coque ne s’enfonce pas dans l’eau)
ΣF = 0
2. La somme des moments des forces est nulle (pour empêcher la rotation de la coque)
ΣM =0
Stabilité transversale
Lors du roulis, le centre de poussée B (buoyancy) se déplace.
Un couple de forces (Poids et poussée d’Archimède) va redresser le bateau.
Metacenter M
Le metacenter est un point essentiel pour étudier la stabilité. Le center of buoyancy B va se déplacer sur un arc de cercle. Le centre de cet arc de cercle est un point imaginaire: le metacenter noté M. M dépend du design de la coque.
Stabilité pour les petits angles de roulis (inférieurs à 6°)
La distance entre G (centre de gravité, dépend aussi du chargement dans le navire! ) et M influe sur la stabilité du bateau.
Si GM>0, le bateau est stable, le couple de force redresse le bateau.
Si GM<0, le bateau est instable, le couple de force amplifie le roulis.
Stabilité pour pour les grands angles de roulis
Pour étudier la stabilité pour les grands angles, Il faut mesurer la distance GZ. Z est la projection du point G (centre de gravité) sur la verticale passant par M. La distance GZ permet de mesurer « le bras de levier » du coupe de force. Une grande hauteur de coque (depth) va permettre de maintenir un GZ positif pour des plus grand angles de roulis.
Si GZ >0 , le couple de forces redressera le bateau.
GZ=0, limite!
Si GZ<0, le bateau bascule (capsize)
Les logiciels d’étude de stabilité des bateau tracent GZ en fonction du design du bateau.
GM va également influencé le roulis: un grand GM entraine une petite période de roulis (non confortable) et grande stabilité et inversement. Il faut trouver un bon compromis entre stabilité et confort.
La largeur de la coque augmente GM.
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