navire (suite)

Les navires sont normalement pourvus de moyens de propulsion autonomes (sinon, ils doivent être remorqués ou poussés). Leur chargement ou déchargement s’effectue soit à travers des ouvertures pratiquées dans les ponts, les écoutilles, fermées par des panneaux, soit par des portes de chargement disposées sur la muraille extérieure, latéralement ou aux extrémités avant ou arrière. Les navires sont dirigés au moyen d’un plan mince orientable, le gouvernail, placé, sauf exception, à l’arrière. Ils peuvent être immobilisés par petits fonds par des ancres reliées au navire par une chaîne passant sur un treuil spécial, le guindeau, pourvu d’une roue à empreintes, le barbotin, et sortant sur la muraille par les écubiers. Les navires sont immobilisés à quai par des câbles, ou amarres, qui peuvent être soit tournés sur des bittes (fût double) et mis en place au moyen de cloches verticales, ou cabestans, soit enroulés et fixés sur des treuils d’amarrage avec, sur les navires modernes, contrôle automatique de leur tension.

Caractéristiques principales

• Dimensions
Les principales dimensions d’un navire sont :
— la longueur L, mesurée soit hors tout, soit entre les perpendiculaires menées aux extrémités de la flottaison en charge, celle de l’arrière pouvant aussi correspondre à l’axe de la mèche du gouvernail ;
— la largeur B, mesurée généralement hors membres (à l’extérieur des membrures) et, dans certains cas, hors bordé, soit au niveau de la flottaison, soit éventuellement à un autre niveau si elle y est plus grande ;
— le creux C, ou hauteur mesurée entre le fond du navire et le point le plus bas du pont supérieur ;
— le tirant d’eau T, ou distance verticale entre la flottaison et le fond du navire, mesuré à l’avant ou à l’arrière, ou encore au milieu, la moyenne arithmétique des tirants d’eau avant et arrière étant le tirant d’eau moyen ;
— le franc-bord F, ou hauteur mesurée à partir de la flottaison jusqu’au point le plus bas de la surface supérieure du pont de franc-bord (généralement le pont supérieur).

• Déplacement, volume de carène, port en lourd
— Le déplacement Δ est le poids total du navire ; il est équilibré par la poussée de l’eau. Le déplacement en charge est le déplacement maximal autorisé du navire ; le déplacement lège est le déplacement du navire vide, sans chargement, sans équipage, sans passagers ni approvisionnements d’aucune sorte.
— Le volume de carène ∇ correspond au déplacement en eau douce, d’où Δ = ϖ ∇, ϖ étant le poids volumique de l’eau.
— Le port en lourd DW (en anglais dead-weight) est la différence entre le déplacement en charge et le déplacement lège ; c’est le poids total maximal que le navire peut prendre, sans s’immerger au-delà de sa flottaison en charge. Il comprend le chargement, le combustible, les approvisionnements divers, l’équipage et les passagers ainsi que leurs bagages et, sur les navires de guerre, les armes mobiles et les munitions.

Les déplacements et le port en lourd s’expriment, dans les pays utilisant le système métrique, en tonnes de 1 000 kilogrammes, le volume de carène étant alors exprimé en mètres cubes.

• Rapports et coefficients caractéristiques
Pour comparer des navires entre eux et pour procéder à leur étude, on considère généralement divers rapports et coefficients caractéristiques, en particulier :
— les rapports des dimensions principales entre elles, comme
— des coefficients caractérisant les formes du navire, comme :

L étant la longueur à la flottaison, A_W est la surface de celle-ci et A_M l’aire du maître couple, qui est la section transversale de surface maximale de la carène.

Théorie du navire

Flottabilité

La condition de flottabilité d’un navire est réalisée lorsque son poids n’est pas supérieur à celui du volume d’eau déplacé, lorsque la coque est immergée jusqu’au plan horizontal tangent au point le plus bas du pont supérieur. Si Δ′ est le poids de ce volume d’eau et Δ le déplacement du navire au tirant d’eau maximal admis, la quantité Δ′ – Δ est la réserve de flottabilité. Elle représente le poids que l’on peut ajouter au déplacement du navire avant qu’il ne coule et elle correspond à une immersion supplémentaire égale au franc-bord du navire.

Stabilité

• Stabilité statique transversale
La poussée de l’eau sur le navire, appliquée au centre de carène B, fait équilibre au poids du navire (déplacement), appliqué au centre de gravité G. Si, sous l’effet d’une cause extérieure, le navire est écarté transversalement de sa position d’équilibre et s’incline d’un angle θ, la forme de la carène est modifiée, le centre de carène vient de B en B′, et la direction de la poussée ne passe plus par le centre de gravité, dont elle rencontre la verticale initiale au point H. Le navire est alors soumis à un couple, appelé couple de stabilité transversale, dont le moment est : Ce couple est de redressement si H est au-dessus de G ; il est d’inclinaison, ou de chavirement, dans le cas contraire. Lorsque l’angle d’inclinaison θ tend vers zéro, H tend vers une position limite M qui est le métacentre transversal de la carène ; BM est le rayon métacentrique transversal : c’est le rayon de courbure au point B de la courbe décrite par le centre de carène ; GM est la hauteur métacentrique transversale : c’est l’une des données fondamentales de la stabilité des navires, et sa valeur varie, selon le type et la taille des bâtiments, de quelques dizaines de centimètres à quelques mètres. D’autre part, le produit est appelé module de stabilité transversale. On emploie souvent en France les notations h – a au lieu de et ρ – a au lieu de avec

On a I_T étant le moment quadratique transversal de la flottaison et ∇ le volume de la carène.

• Cas particulier du sous-marin en plongée. Sur un sous-marin en plongée, la poussée de l’eau s’applique au centre de volume dont la position reste fixe, quelle que soit l’inclinaison transversale. Pour qu’un sous-marin en plongée soit stable, il faut donc que le centre de gravité soit toujours au-dessous du centre de volume.