Hydrodynamique navale

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Exemple de Navire civil de type SWATH, conçu pour opposer moins de résistance hydrodynamique et mieux affronter les vagues, le vent ou les courants selon sa configuration d'utilisation (ballastage); celui-ci mesure 73 m

L'hydrodynamique navale peut se définir comme une branche de la mécanique des fluides consacrée à l'étude scientifique de la résistance à l'avancement d'une coque de navire et véhicules subaquatiques.

Enjeux[modifier | modifier le code]

Ce sont principalement des enjeux de sécurité et fiabilité (enjeux de sécurité maritime et assuranciels, car les matériaux d'un bateau hydrodynamique subissent moins de contraintes, de fatigue et devraient donc mieux vieillir. Ce sont aussi des enjeux de design et commerciaux, notamment liés à la vitesse, à l'efficacité énergétique et aux économie d'énergie et d'argent (90 % du commerce mondial s'effectue aujourd'hui par mer via le trafic maritime, et 98 % de la trainée des bateaux actuels (qui a un fort impact sur la consommation d'énergie du bateau) provient de la coque).

Histoire[modifier | modifier le code]

Amorcée par les recherches d'Isaac Newton sur la coque de moindre résistance[1], elle a connu un développement considérable au XVIIIe siècle sous l'impulsion des recherches de Bouguer[2], Euler[3], d’Alembert et l’abbé Bossut ; toutefois, les premiers modèles prédictifs sont issus des travaux de Froude au XIXe siècle.

L'hydrodynamique navale a connu un fort développement au cours du XXe siècle du fait des avancées des méthodes de mesure et du développement des moyens de calcul et de modélisation numérique[4],[5].

En 2015, lors d'un concours de design énergétiquement efficient de coque (hydroContest 2015), certains prototypes en compétition ont diminué de 40 % leur consommation d'énergie par rapport aux formes classiques de coques, en positionnant la charge du bateau dans un compartiment de forme hydrodynamique (forme de torpille), loin sous la ligne de flottaison d'une "coque" supérieure. Ce concept inspiré du SWATH (Small Waterplane Area Twin Hull ; catamaran semi-submersible dont le centre de gravité peut être baissé par ballast, lui permettant de mieux résister aux vagues, mais en l'exposant plus aux forces des courants transversaux, grâce à un bas de chaque coque en forme de torpille) ; Cette configuration de coque permet une moindre consommation d'énergie, mais en raison de son tirant d'eau plus important, un gros navire de ce type ne peut pas circuler comme le ferait un catamaran normal en zone peu profonde, ou dans un port pas assez profond, sauf si un dispositif permet de facilement et rapidement remonter la "partie basse" du navire en surface dans les zones de moindre fond ou dans les ports[6].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Cf. Isaac Newton, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, Londres, Joseph Streater, , « prop. 34, scholie du théor. 28 ».
  2. Bouguer, Traité du navire, de sa construction et de ses mouvemens (1746)
  3. Euler, Scientia Navalis, 1749
  4. Daubisse, J. C. (1984). Sur quelques méthodes numériques spécifiques de l'hydrodynamique navale. In These. Universite´ de Nantes.
  5. Daubisse, J. Sur quelques méthodes numériques spécifiques de l’hydrodynamique navale. Université de Nantes, 1984 (Doctoral dissertation, Thèse de doctorat.(86 et 91)).
  6. http://www.cleantechrepublic.com/2015/11/17/hydrocontest-decouverte-bateaux-futur/ HydroContest : à la découverte des bateaux du futur

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • Durand M (2012) Interaction fluide-structure souple et légère, application aux voiliers (Doctoral dissertation, École Centrale de Nantes), [1].
  • Guevel, P., & Hong, D. C. (1983). Quelques problèmes d'hydrodynamique navale envisagés sous l'angle de la théorie de la récupération de l'énergie des vagues. Bulletin de l'Association technique maritime et aéronautique, (83), 321-347, résumé Inist-CNRS.
  • Guyon E, Hulin JP & Petit L (2001) Hydrodynamique physique nouvelle édition revue et augmentée. Collection savoirs actuels, EDP sciences et CNRS ed., Paris, pp. 674
  • Rouffi, F. (1992) Résolution numérique de problèmes non linéaires de l'hydrodynamique navale: manœuvrabilité et tenue à la mer de navires ; Doctoral dissertation, (résumé).