NAVIRESHydrodynamique navale

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Tenue à la mer

Le comportement du navire sur mer agitée met en jeu un ensemble complexe de phénomènes de natures diverses : mouvements de plate-forme, embarquements d'eau, contraintes dans la charpente, résistance à la marche et performances propulsives. La mer réelle étant elle-même un phénomène aléatoire complexe, la tenue à la mer ne peut que difficilement être traitée dans sa globalité. En s'appuyant sur le fait que les six équations du mouvement forment en première approximation deux sous-systèmes indépendants, on se contente donc en général de traiter du comportement du navire sur mer de travers d'une part, sur mer de l'avant ou de l'arrière d'autre part, en commençant d'ailleurs par admettre, pour simplifier, que cette mer se réduit à une houle régulière, ce qui n'est certainement vrai que dans des circonstances exceptionnelles.

Comportement du navire sur houle régulière de travers. Roulis

Le mouvement le plus important est celui de roulis, oscillation autour d'un axe longitudinal. Son équation, qui peut être en première approximation découplée des équations relatives à l'embardée et au lacet, traduit l'équilibre, autour de l'axe longitudinal Gx du navire, des efforts divers suivants : efforts de pesanteur (poids, poussée d'Archimède), efforts d'inertie, efforts hydrodynamiques décomposés eux-mêmes en efforts dus au mouvement du navire en eau calme d'une part, efforts exercés par la houle sur le navire animé de sa seule vitesse d'avance moyenne V.

L'équation du roulis se présente comme une équation différentielle du second ordre non linéaire. En fonction de la période T de la houle, le rapport d'amplification ϕ00 (avec ϕ0 l'amplitude du roulis et χ0 la pente maximale de la houle) présente un maximum aigu pour T voisin de la période propre Tϕ du roulis en eau calme : le roulis est essentiellement un phénomène de résonance. Pour une période de houle T grande, c'est-à-dire pour une longueur d'onde Λ grande, le navire suit la houle : ϕ00 tend vers 1 (fig. 6).

Roulis et tangage

Dessin : Roulis et tangage

Dessin

Courbes de roulis (a) et de tangage (b) d'un navire sur une houle régulière. 

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Les paramètres qui ont le plus d'influence sur le roulis sont :

– la stabilité statique du navire ; plus [...]


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Résistance hydrodynamique de navires
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Résistance aux vagues d'un navire rapide
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  • : ingénieur général de l'armement (génie maritime), expert agréé par la Cour de cassation, membre de l'Académie de marine

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Pour citer l’article

Serge BINDEL, « NAVIRES - Hydrodynamique navale », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 23 novembre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/navires-hydrodynamique-navale/