Poids et flottabilité

Calcul du poids du navire et du volume de flottabilité

A un stade précoce de la conception, le poids du navire est estimé comme la somme des poids de la cargaison, de la coque, de l’accastillage, des équipements, des machines de propulsion et auxiliaires, des systèmes de tuyauterie, des équipements électriques et électroniques, du carburant, de l’eau, des réserves consommables, des passagers et de l’équipage, plus une marge de quelques pour cent pour les poids sous-estimés. À un stade ultérieur, les poids sont calculés plus précisément ou sont tirés des poids réels d’articles similaires. Dans de nombreux cas, les estimations de poids sont constamment révisées au fur et à mesure que la conception progresse pour éviter un surpoids final qui pourrait nuire sérieusement aux performances du navire.

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Le volume sous-marin du navire en cours de conception doit être adéquat non seulement pour déplacer un poids d’eau qui supportera le navire tout entier, mais il doit être disposé en longueur, en largeur et en hauteur et formé de telle façon dans toutes ses parties que toutes les autres exigences d’exploitation et d’architecture navale soient remplies. Lorsque le navire est construit et entièrement chargé, il doit flotter à l’horizontale et à la verticale à la ligne de flottaison prévue (typiquement indiquée par une ligne Plimsoll).

Alors que les parties immergées et émergées de la coque sont façonnées, l’architecte naval maintient une vérification courante des poids estimés et des volumes de flottabilité calculés, ainsi que des produits de ces poids et volumes multipliés par les distances horizontales avant-arrière ou « bras de moment » de chacun par rapport au plan de référence vertical transversal à mi-longueur. Ces produits sont connus comme étant le poids longitudinal et les moments de flottabilité.

Pour effectuer ces opérations de manière systématique, la coque sous-marine est divisée en segments par des plans transversaux imaginaires appelés stations. Il peut y avoir 10 de ces segments pour un bateau, 40 ou plus pour un grand navire. Le volume de chaque segment est calculé ainsi que la position du centre de volume pour chacun. Les moments de volume avant et arrière sont ensuite calculés de la même manière que pour les moments de poids avant et arrière. La somme des volumes des segments individuels donne le volume total de la coque sous-marine. Les positions avant et arrière des centres de gravité des différents groupes de poids sont ensuite estimées. On fait des sommes séparées des moments de ces groupes à l’avant et à l’arrière de la mi-longueur. En divisant le volume total de la coque immergée par le volume par unité de poids de l’eau douce, saumâtre ou salée dans laquelle le navire doit évoluer, on obtient le poids de l’eau déplacée. Ce poids doit être égal au poids total si le navire doit flotter à la ligne de flottaison prévue. Le moment de poids net, à l’avant ou à l’arrière de la mi-longueur, est divisé par le poids total pour donner la distance à laquelle le centre de gravité (G) se trouve à l’avant ou à l’arrière de la mi-longueur. La même opération pour les moments de volume donne la position avant-arrière du centre de flottabilité (B).