Grande Encyclopédie Larousse 1971-1976Éd. 1971-1976
N

navire (suite)

• Stabilité statique longitudinale — assiette
La stabilité longitudinale se présente de manière analogue à la stabilité transversale : ML est le métacentre longitudinal, le rayon métacentrique longitudinal, et ou R – a la hauteur métacentrique longitudinale, mais la valeur de R est beaucoup plus grande que celle de ρ et elle dépasse généralement la longueur du navire. On a d’autre part IL étant le moment quadratique longitudinal de la flottaison.

Si le tirant d’eau avant et le tirant d’eau arrière sont égaux, la flottaison FL est parallèle à la quille, B est le centre de carène et G le centre de gravité correspondant. Si le centre de gravité vient en G′, le navire s’incline longitudinalement d’un angle θ, appelé assiette du navire, le centre de carène venant en B′, et la flottaison en F′L′. La quantité est appelée différence.

On peut écrire, tant que l’assiette ne dépasse pas les valeurs courantes d’exploitation,

l étant la distance GG′, et L la longueur du navire à la flottaison, d’où

• Stabilité dynamique
La courbe des valeurs du couple de stabilité Δ (h – a) sin θ, tracée en fonction de l’angle d’inclinaison θ, est la courbe de stabilité, ou diagramme de stabilité. L’aire totale de la courbe correspond au travail à effectuer pour faire chavirer le navire et représente la réserve de stabilité. Si, sous l’effet d’un choc extérieur, dû par exemple à la houle, l’angle de chavirement statique (ou angle de stabilité nulle) θ1 est dépassé, le chavirement se produit. Une impulsion plus faible amènera, par exemple, le navire à une inclinaison θ′, et l’aire de la courbe comprise entre 0 et θ′ représente le travail résistant fourni par le couple de stabilité pour absorber la force vive du navire.

Lorsque (pour la position droite) le centre de gravité est au-dessus du métacentre, la hauteur métacentrique est négative, et l’équilibre du navire est instable. Le navire s’incline jusqu’à un angle θ2, pour lequel l’équilibre est stable, et il conserve en permanence cette inclinaison, dite « gîte » ou « bande ». Dans ce cas particulier, le couple de stabilité a trois valeurs nulles.

• Action d’un couple inclinant

• Action statique. Un couple inclinant m = AB agissant statiquement, c’est-à-dire assez lentement pour qu’à chaque instant il soit équilibré par le couple de stabilité, amènera une inclinaison θ2, mais un couple m′ = CD, égal à la valeur maximale du couple de stabilité, inclinera le navire jusqu’à un angle θ3, dit « angle critique statique », pour lequel l’équilibre est instable et dont le dépassement provoquera le chavirement.

• Action dynamique. Si le couple inclinant m agit brusquement, il incline le navire jusqu’à un angle θ5 tel que la force vive acquise soit absorbée par l’excès du travail du couple de stabilité sur celui du couple inclinant, c’est-à-dire l’aire FMH (égale à l’aire OEF). Après un mouvement oscillatoire, le navire revient à un angle θ4 pour lequel l’équilibre est stable. Si le navire dépasse l’angle θ5, le chavirement se produit. Le couple m′ correspondant est appelé couple critique dynamique, et l’angle θ4 pour lequel les aires OEF et FMN sont égales est l’angle critique dynamique.

• Action des chargements liquides incomplets
Lorsqu’un chargement liquide remplit incomplètement un compartiment d’un navire, il présente une surface libre, et son centre de gravité se déplace avec les mouvements du navire. On dit alors que ce chargement constitue une carène intérieure, ou carène liquide, dont la forme se modifie avec l’inclinaison du navire.

Lorsque le navire est droit, le poids p du chargement liquide est appliqué en son centre de gravité g. Lorsque le navire s’incline transversalement d’un angle θ, le centre de gravité vient en g′. Tout se passe comme si le poids était appliqué au point m, et le couple de stabilité du navire est diminué du couple inclinant correspondant au déplacement de l’onglet liquide aoc en bod. La valeur de ce couple ne dépend donc pas du poids total du chargement liquide, mais seulement de sa surface libre et de l’angle d’inclinaison. Lorsque l’angle θ tend vers zéro, le point m tend vers une position limite qui est appelée métacentre de la carène liquide ; la réduction de la hauteur métacentrique due à cette carène intérieure ne dépend que du moment quadratique de la surface libre et du déplacement du navire : elle est égale à ϖ étant le poids volumique du liquide, I le moment quadratique de sa surface libre et Δ le déplacement du navire.

• Stabilité après avarie
Une brèche dans la coque au-dessous de la flottaison provoque l’envahissement du ou des compartiments intéressés : il en résulte une immersion supplémentaire et, si le compartiment envahi a son plafond au-dessus de la flottaison, une carène liquide réduisant notablement la hauteur métacentrique transversale, dont la valeur peut devenir négative, le navire prenant alors une gîte permanente.

L’envahissement est symétrique si l’axe du compartiment est dans le plan longitudinal. Il est dissymétrique dans le cas contraire, et le navire est soumis à un couple inclinant dont les effets s’ajoutent à ceux de la carène liquide. En outre, l’inclinaison accroît l’envahissement, car, si les moyens de pompage du navire ne peuvent lutter efficacement contre les effets de l’avarie, le niveau de l’eau embarquée tend à se confondre à chaque instant avec la flottaison (qui correspond à la surface de l’eau à l’extérieur du navire).

Le navire peut alors couler par perte de flottabilité ou chavirer par perte de stabilité.


Les mouvements du navire

Les mouvements du navire résultent de l’action de la mer et du vent. Si l’on considère le mouvement du navire par rapport à son centre de gravité, on distingue :
— le roulis, autour d’un axe longitudinal ;
— le tangage, autour d’un axe transversal ;
— l’embardée, autour d’un axe vertical.

On peut considérer également le déplacement du centre de gravité lui-même : verticalement (pilonnement), latéralement (lacets) et longitudinalement (cavalement).