Imaginez-vous être l’un des premiers passagers du Royal Caribbean International – « Quantum of the Seas ». Dès que vous entrez dans le navire, vous entendez le Capitaine demander à tous les passagers & membres d’équipage d’attacher leur ceinture de sécurité et de rester dans leurs chambres respectives jusqu’à la fin du voyage!

Sans aucun doute, c’est quelque chose qu’aucun passager ne voudrait entendre qui a dépensé une fortune pour profiter des excellentes installations, de la nourriture et de la beauté exceptionnelle d’un navire aussi merveilleux.

Cependant, cela pourrait devenir une réalité si le navire n’avait pas été équipé de machines ou n’était pas conçu de manière à surmonter tous les différents types de mouvements ressentis en mer.

Pourquoi ne prendre que des navires de croisière et des paquebots, pensez aux navires de transport de marchandises tels que les vraquiers, les navires rouliers ou même les pétroliers & MÉTHANIERS. Imaginez à quel point il serait difficile de transporter la cargaison (liquide ou en vrac) en toute sécurité si nous n’avions aucune technologie pour contrôler les différents mouvements pendant le voyage.

Dans cet article, nous nous concentrerons sur la façon dont nous pouvons contrôler le « mouvement de roulis » du navire et les différents principes qui sous-tendent les différents types de systèmes de stabilisation en roulis.

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Le roulement est en effet le plus gros problème parmi tous les autres mouvements en mer. Les progrès technologiques dans la conception des navires ont déjà donné aux architectes navals américains l’avantage d’étudier les mouvements des vagues autour de la coque du navire et de donner la meilleure conception possible pour minimiser ces effets & assurer un voyage confortable et sûr pour les passagers et l’équipage.

 Stabilisation du roulis  Stabilisation du roulis

Crédits d’image: George /Wikimedia

La stabilisation du mouvement du roulis peut être obtenue sur les navires conventionnels en modifiant la forme de leur coque, cependant, la réduction des amplitudes de roulis est également possible par d’autres moyens. Les systèmes de stabilisation peuvent être globalement classés en –

  1. Systèmes passifs: Dans lesquels aucune source d’énergie séparée n’est requise et aucun système de contrôle spécial comme la quille de cale, les réservoirs anti-roulement (passifs), les ailettes fixes & système de masse mobile passif.
  1. Systèmes actifs: Dans lesquels le moment de roulis opposé est produit par des masses mobiles ou des gouvernes au moyen d’une puissance telle que les ailettes actives, les réservoirs anti–roulis (actifs), le poids mobile actif & du gyroscope.

Quilles de cale

Les quilles de cale sont les plus populaires et équipent la grande majorité des navires. Ce sont des plaques faisant saillie du tour de la cale et s’étendant sur la moitié médiane jusqu’aux deux tiers de la longueur du navire.

Pour éviter les dommages, ils ne dépassent normalement pas les lignes latérales ou de quille du navire, mais ils doivent pénétrer la couche limite autour de la coque.

Ils provoquent le déplacement d’une masse d’eau avec le navire et créent de la turbulence, amortissant ainsi le mouvement et provoquant une augmentation de la période et une réduction de l’amplitude.

Bien que de dimension relativement faible, ils ont de grands leviers autour de l’axe de roulement et les forces sur eux produisent un grand moment opposé au roulement.

Leur effet est généralement renforcé par la vitesse d’avance. Ils sont alignés avec l’écoulement de l’eau au-delà de la coque en eau plate pour réduire leur traînée dans cet état. Lorsque le navire roule, la traînée augmente et ralentit un peu le navire.

 Quilles de cale

Composant structurel de la Quille de cale (Source: INA-Eric Tupper)

 système de réservoir passif

Système de réservoir passif (Source: Théorie de base du Navire, BST)

Réservoirs anti-roulement (Actifs)

Ils sont similaires au principe du système de réservoir passif mais le mouvement de l’eau est contrôlé par des pompes ou par la pression de l’air au-dessus de la surface de l’eau. Les réservoirs de chaque côté du navire peuvent être reliés par un membre inférieur ou deux réservoirs séparés peuvent être utilisés.

Le conduit d’air contient des vannes actionnées par un dispositif de détection de roulis. Ce concept utilise une pompe à flux axial pour forcer l’eau dans le réservoir d’un côté à l’autre du navire, plutôt que de la faire glisser sous les forces naturelles de roulis, de balancement et de lacet, comme cela se produit dans un réservoir passif.

 Réservoirs Anti–Roulement

Système de réservoir actif (Source: www.hoppe-marine.com)

Dans une version simplifiée d’un système actif, un accéléromètre détecte les mouvements de roulement et des signaux sont envoyés de ce dispositif de détection de roulis à une pompe à pas variable, qui contrôle l’écoulement du liquide entre les réservoirs.

L’appareil peut être un simple accéléromètre ou un système de détection gyroscopique compliqué qui détecte même un petit angle du roulis par la précession gyroscopique.

Ainsi, le dispositif peut être utilisé pour contrôler le mouvement du navire dû à chaque vague. Selon la sophistication du système, il a été constaté que les stabilisateurs de réservoir actifs laissaient une efficacité de 80% ou plus dans la stabilisation du mouvement.

Ailettes actives

Avec des ailettes actives, un système gyroscopique sensible détecte le mouvement de roulis du navire et envoie un signal au système d’actionnement qui, à son tour, provoque le déplacement des ailettes dans une direction telle que des forces s’opposent au roulis. L’engrenage d’actionnement est généralement électrohydraulique.

Les ailettes, susceptibles de se rétracter dans la coque, sont placées autour du tour de cale afin de sécuriser au maximum les forces agissant sur elles.

Un volet du bord de fuite peut être utilisé pour augmenter la force de portance générée. La capacité d’un système d’aileron est généralement exprimée en termes d’angle de talonnage constant qu’il peut provoquer lorsque le navire avance en eau calme à une vitesse donnée.

La force sur un aileron varie proportionnellement au carré de la vitesse du navire, alors que la courbe GZ pour le navire est indépendante de la vitesse. Cependant, un système d’aileron n’est probablement pas très efficace à des vitesses inférieures à environ 10 nœuds.

 Réservoirs anti–roulement

Disposition des ailettes dans un système d’ailettes activé

 système de stabilisateur d'aileron

Système de stabilisateur d’aileron (source: alibaba.com)

Le tableau suivant met en évidence certains des principaux aspects des stabilisateurs de roulis, tels que discutés ci-dessus:

 tableau de comparaison

Tableau 1 : Comparaison entre différents stabilisateurs de roulis (Source : BST)

De l’observation ci-dessus, on peut conclure que chaque système de stabilisation a ses propres avantages & inconvénients. Par conséquent, plus d’efforts doivent être fournis à l’hydrostatique et à l’hydrodynamique du mouvement de la coque du navire à travers les vagues, afin d’éviter le besoin d’un système de stabilisation en roulis ou de l’utiliser au minimum.

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De plus, en principe les méthodes utilisées pour se stabiliser contre le roulis peuvent être utilisées pour se stabiliser contre le tangage, mais les puissances impliquées sont trop importantes pour justifier leur utilisation.

À vous..

Connaissez-vous d’autres types de Systèmes de Stabilisation en Roulis Utilisés Pour les Navires ?

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