Carène liquide

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exemple de carène liquide

La carène liquide désigne un volume de liquide représentant une masse significative susceptible de se déplacer dans la coque d'un bateau en cas de gîte ce qui peut accentuer celle-ci et entrainer éventuellement le chavirage du navire. Cet effet de carène liquide peut être combattu lors de la conception d'un navire par le cloisonnement des compartiments contenant les liquides empêchant le déplacement de ceux-ci.

A contrario la carène liquide peut avoir un effet positif dans le cas d'un chavirage total d'un voilier mât vers le bas. La stabilité est alors négative. Le bateau ne pourra se redresser que lorsqu'il atteindra de nouveau une stabilité positive (aux alentours de 130°). Ce ne sera possible que sous la conjugaison d'une vague assez forte, et de l'effet de carène liquide produit par l'eau embarquée lors du chavirage, en se déplaçant sur un bord[1].

Description[modifier | modifier le code]

Lorsque sur un navire, une capacité (ex : un ballast) n'est ni vide, ni pleine, on remarque que lorsque le navire prend une inclinaison transversale, la surface du liquide dans cette capacité demeure horizontale. Le centre de gravité G de cette masse liquide, qui est également son centre de carène, se déplace, pour de faibles inclinaisons, sur une portion d'arc de cercle dont le centre est le métacentre[2] de la carène liquide en question. Le rayon de ce cercle peut être calculé par la formule de Bouguer :

Nota: est le moment quadratique de la surface libre par rapport à son axe d'inclinaison (exprimé en m⁴) et le volume du liquide dans la capacité (exprimé en m³).

Le poids suspendu peut être assimilé dans l'étude de la stabilité du navire à un déplacement du poids vers le point de suspension, donc un déplacement vertical de poids vers le métacentre de cette carène liquide. Le centre de gravité général du navire se déplacerait donc en proportion vers le haut en une position que l'on nomme le centre de gravité fluide.

Le MSIT (module de stabilité initial transversal) s'en trouvera diminué de . Lorsqu'il existe plusieurs capacités, la perte globale de stabilité sera la somme des pertes:

Nota: est la masse volumique du liquide.

Cette perte potentielle de stabilité peut être importante, les ballasts sont cloisonnés longitudinalement à la construction de manière à limiter les déplacements des liquides. Le calcul montre que rajouter n cloisons longitudinales revient à diviser la perte de stabilité par (n+1)².

Les ferries et rouliers en général sont très sensibles à ce problème, car sur ces navires, le pont garage est très vaste et peu cloisonné, une entrée d'eau dans ce compartiment engendre des pertes de stabilité importantes par effet de carène liquide.

Notes et références[modifier | modifier le code]

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • Dominique Paulet et Dominique Presles, Architecture navale, connaissance et pratique [détail des éditions]

Articles connexes[modifier | modifier le code]