NAVIRESArchitecture navale

L'architecture navale est l'art de concevoir des navires répondant à des programmes imposés. Les armateurs de navires marchands et les états-majors des marines de guerre fixent les programmes ; les architectes navals établissent les plans des navires susceptibles de permettre l'exécution de ces programmes dans les meilleures conditions possibles de coût et d'efficacité.

Les navires modernes sont des ouvrages complexes, qui mettent en jeu la plupart des techniques. Les architectes navals en sont les maîtres d'œuvre, animateurs d'équipes de plus en plus diversifiées. Leur responsabilité d'ensemble exige qu'ils conservent directement la charge des éléments fondamentaux que sont les formes, les structures de résistance et les dispositions intérieures ou emménagements. Le domaine propre de l'architecture navale est traditionnellement limité à ces éléments.

Les caractéristiques de flottabilité, de stabilité, de propulsion, de tenue à la mer et de manœuvrabilité d'un navire dépendent des formes extérieures de la partie immergée, appelée carène. L'étude systématique de ces caractéristiques en fonction des formes de carènes constitue la théorie du navire, science appliquée fondamentale pour l'architecte naval, dont l'origine ne remonte pas au-delà du xviii^e siècle et qui est encore loin d'avoir reçu tous les développements possibles. Elle comprend deux parties : la statique, qui considère le navire immobile, donc en eau calme ; et la dynamique, qui considère le navire en mouvement.

La coque d'un navire est l'ensemble des structures, généralement métalliques, qui répondent aux quatre fonctions suivantes : matérialiser la carène ; résister aux efforts en service (les éléments correspondants constituent la charpente) ; assurer la sécurité contre un envahissement par l'eau et contre la propagation d'un incendie (les éléments correspondants constituent le compartimentage de sécurité) ; loger les appareils, équipements et installations nécessaires pour satisfaire au programme (les éléments correspondants constituent le compartimentage d'emménagements). Ces structures ne sont pas séparées ; de nombreux éléments leur sont communs : la carène en particulier est matérialisée par des éléments de charpente ou, plus rarement, par des éléments de compartimentage.

Dans tous les cas, la charpente est la structure de base sur laquelle viennent s'attacher les autres éléments. Au solide géométrique indéformable de la théorie du navire elle substitue un solide réel dont les déformations, inévitables sous les efforts qui le chargent en service, doivent rester à l'intérieur de limites non dangereuses. La résistance des structures est pour l'architecte naval une deuxième science fondamentale.

Au-delà des sciences et techniques dont elle suppose la connaissance, l'architecture navale reste un art par les choix difficiles qu'elle impose à chaque stade des projets pour atteindre en définitive l'équilibre économique et technique de ses ouvrages tout en conservant l'harmonie de leurs formes.

Définitions générales

Un navire est un flotteur de forme allongée ayant, dans le sens de sa plus grande dimension, un plan de symétrie appelé plan longitudinal. Sa carène, dans un état de chargement déterminé, est le volume géométrique correspondant à la partie immergée. Le plan horizontal limitant en eau calme la carène est le plan de flottaison, ou flottaison. Un navire est droit lorsque son plan longitudinal est vertical.

La carène d'un navire varie avec le chargement. Les formes de la partie immergeable ne peuvent, sauf cas très particulier, être totalement définies par une formulation mathématique ; il est nécessaire de recourir à une représentation graphique, dite plan des formes (fig. 1).

Vertical d'un plan de formes

Exemple de vertical simplifié d'un plan de formes 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Un plan des formes normalisé comprend trois séries de sections de la surface extérieure du flotteur par des plans parallèles à trois plans orthogonaux : le plan longitudinal, une flottaison de référence correspondant au navire droit dans un état de chargement particulier, et un plan vertical perpendiculaire aux deux précédents. On appelle carène droite une carène dont la flottaison est parallèle à la flottaison de référence du plan des formes.

Le déplacement Δ d'un navire dans un état de chargement déterminé est le poids de l'eau déplacée par sa carène. W étant le volume de la carène et ω le poids spécifique de l'eau : Δ = ωW. Le déplacement à pleine charge est l [...]

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Vertical d'un plan de formes
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Équilibre du navire immobile
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Couple de redressement en fonction de la gîte
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Transports : navigation sous-marine
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