Pensez au plus beau navire que vous pourriez avoir vu, imaginé, ou disons celui qui s’est avéré capturer votre imagination le plus. Il va sans dire qu’une caractéristique des navires qui ne cesse de fasciner est – La proue.
La partie la plus importante du navire est en partie esthétique et en partie scientifique. Votre vaisseau voyage dans un milieu qui offre une résistance considérable par rapport à l’air. Maintenant, cela exige que la conception soit telle que les composants de la résistance du navire soient réduits. En particulier, dans le cas des navires avec des formes plus pleines, les composants de la résistance à la rupture des vagues deviennent significatifs, tandis que les navires avec une forme élancée et plus courbée ont moins de résistance à la formation des vagues.
Heureusement, ceux-ci peuvent être contrôlés par la façon dont l’eau et les vagues interagissent avec le navire à l’entrée à l’extrémité avant. La proue du navire est l’endroit où la partie avant du navire entre d’abord en contact avec l’eau dans la mesure où votre ligne de flottaison de conception est considérée.
Vague de proue
En regardant les différentes conceptions de proue de navire qui existent aujourd’hui, il semble que la plupart des formes possibles et une combinaison de deux ou plusieurs d’entre elles ont été essayées. Cependant, de nouveaux designs sont apparus et d’anciens designs moins utilisés ont souvent été essayés avec certaines modifications après une analyse approfondie.
Toujours, de manière générale, certains des types de conception d’étrave sont :
- L’étrave à bulbe
- Une étrave normale sans bulbe
- Autres étraves spéciales
L’aplomb, le clipper et la cuillère
Une étrave normale, comme ce que nous appellerions, s’est développée à partir de son prédécesseur qui était une étrave verticale. L’angle que fait l’étrave du navire avec la ligne de flottaison s’appelle le râteau. Une étrave verticale, ou non inclinée, ayant un bord droit, est appelée étrave d’aplomb. La ligne de flottaison de ces étraves est plus longue que celle d’une étrave en X ou d’une étrave inversée. Cette longueur de la ligne de flottaison permet une plus grande vitesse de la coque.
Les rakes d’étrave sont utilisés en conjonction avec les flares (Vous vous souvenez que j’ai parlé d’imaginer votre navire ? Je suppose que vous n’oublierez pas la forme de la coque qui s’étire vers l’extérieur au sommet, c’est ce que nous appelons le flaring). L’évasement a ses propres avantages, comme le fait de garder l’eau hors des ponts, et facilite également les mouvements de tangage. Un certain ratissage crée également ce que l’on appelle des « zones de froissement », ce qui permet de se prémunir contre les collisions avant que la partie immergée n’entre en contact avec elle. Du point de vue de la stabilité, il élève le centre de flottabilité, ce qui augmente la GM, l’un des piliers de la stabilité du navire. Traditionnellement, on les appelle les Clippers.
Comme son nom l’indique, une Spoon Bow ressemble à une cuillère en donnant un aspect concave à l’étrave et à la ligne de pont. Ces formes ont souvent un chining et une courbure au niveau de la ligne de flottaison, créant leur sillage caractéristique, ce qui fait entrer la résistance à la prise de vagues dans le tableau.
Crédits images : Ynhockey / Wikipedia
Bulbous Bow
Une unité très familière dans les sections d’étrave de presque tous les cargos de mer et les navires aux formes plus complètes est -The Bulbous Bow. On dit que cet élément de base de la conception des navires d’aujourd’hui a été découvert plutôt qu’inventé. Des tests militaires de remorquage aux États-Unis ont montré que pour un modèle de bateau, le fait d’avoir un tuyau de décharge de torpille s’étendant vers l’avant diminuait également la résistance. Les premiers navires civils ont été vus dans les années 1930.
Les arcs bombés sont étudiés en utilisant leurs propres caractéristiques de forme et celles-ci pourraient surgir dans les calculs de résistance et de puissance de votre navire, donc vous pourriez vouloir considérer certaines d’entre elles comme la forme de la section, les rapports de surface, la longueur de la projection et autres.
L’arc bulbeux peut réduire le claquement sur votre navire et avoir le même effet qu’un arc normal dans une condition lestée si une section bulbeuse fortement effilée est utilisée. En fonction de la forme de votre navire, comme mentionné ci-dessus, l’axe du bulbe est également important car il affecte l’influence de la vague à l’entrée, et si vous maintenez votre axe tel qu’il s’incline vers le bas à l’arrière, il permettra de meilleures caractéristiques d’écoulement. Les navires aux formes plus pleines ont une résistance élevée au déferlement des vagues, et cet élément qui ronge l’efficacité de votre propulsion peut être considérablement réduit en utilisant une proue bulbeuse avec un plan d’eau fortement incliné vers le bas. Ces étraves permettent également une meilleure récupération de l’énergie par l’hélice car les pertes d’énergie dues aux tourbillons à l’extrémité avant sont minimisées.
Etraves paraboliques et cylindriques
Parfois, les concepteurs envisagent de concevoir des navires avec des tiges « émoussées » par opposition à la nature pointue de la section d’étrave. Voici l’arc parabolique, qui ressemble à la courbe mathématique, la parabole.
Maintenant, rappelez-vous quelques mathématiques de lycée, le demi-petit axe de l’ellipse est ce qui serait la poutre du navire. Parfois, seulement concevoir une forme parabolique pour une coque de navire n’est pas suffisant, vous devez voir à l’écoulement autour de la coque et pour cela, lui donner une forme arrondie typique comme une coque ronde normale à bouchain. Les arcs paraboliques peuvent être combinés avec des bulbes pour prendre en compte la résistance à la rupture des vagues, car ils sont populaires dans les conceptions de forme plus complète et sont utilisés dans les vraquiers aujourd’hui.
Référence de l’image : Conception de navires pour l’efficacité et l’économie
Les plus proches cousins de ceux-ci sont les arcs cylindriques de navires qui sont également conçus pour des formes plus complètes aux lignes de flottaison de conception et sont idéaux pour une utilisation dans des conditions de pleine charge. Les arcs cylindriques peuvent avoir une résistance minimale à la formation de vagues s’ils sont conçus avec une attention appropriée à l’émoussé de la forme et du bord de la tige à différents tirants d’eau.
L’arc de hache
Alors qu’une hache fait son travail, couper du bois, ou peut-être quelque chose d’aussi évident, l’arc de navire qui lui ressemble a ses propres traits caractéristiques. Cette conception a généralement une ligne d’étrave verticale couplée à une longue, profonde et étroite partie avant de la coque, un peu comme une hache. Cette forme lui permet de couper l’eau, ce qui lui permet de passer facilement à travers les vagues avec moins de tangage, contrairement à une proue normale. La partie inférieure de l’extrémité avant de la coque, appelée le pied avant, émerge rarement de l’eau et, par conséquent, le navire est moins susceptible de claquer également.
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De l’autre côté, certains aspects de manœuvre doivent être pris en compte, un navire avec un Axe Bow nécessite plus de mouvement de gouvernail comme le confirme l’étude de ses paramètres hydrodynamiques.
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X-Bow : la génération des étraves inversées
Que diriez-vous d’une conception où l’étrave de votre navire et presque une plus grande partie de la coque apparaissent à l’envers par rapport à une coque à bouchain rond normale ou à toute autre forme de coque que vous voyez généralement sur les navires ? La proue inversée est une réussite parmi la renaissance de technologies devenues obsolètes à une autre époque.
Crédits : BoH/wikipedia.org
Ces formes de coque ont l’avantage de permettre une longueur maximale de ligne de flottaison pour des navires de tailles comparables, ce qui signifie les vitesses de coque les plus élevées possibles. Comme l’Axe Bow, ces étraves ont moins de projections d’eau à l’entrée et ont également moins de mouvements de tangage et la réduction du slamming est assez significative. Cela crée une expérience très confortable pour l’équipage. La consommation de carburant est également réduite par un facteur significatif et cette étrave peut fonctionner assez efficacement dans des gammes de vagues de taille moyenne principalement en raison de la plus grande partie du volume du navire étant au-dessus et à l’avant, directement impacté par les vagues.
Ces formes de coque se doublent également de ponts avec un espace de logement pour le personnel. Cependant, l’applicabilité de ces conceptions pour le même niveau d’amélioration des pertes de vitesse dans les mers les plus agitées doit être un domaine de travail en cours. En gardant cela de côté, ces navires ont été appliqués à diverses applications comme les navires AHTS (Anchor Handling Tug Supply), les navires sismiques, les navires offshore et de pose de tuyaux, les navires de forage et autres.
Ce sont les conceptions d’étrave de navire les plus couramment utilisées aujourd’hui. Très probablement, tout navire que vous voyez là-bas aura l’une des conceptions que vous venez de lire.
Connaissez-vous d’autres caractéristiques saillantes des différentes conceptions d’étrave en pratique aujourd’hui ?