28 juillet 2007
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27 juillet 2007
I CARACTERISTIQUES ET JAUGES
I CARACTERISTIQUES ET JAUGES
1) DEFINITIONS
Le navire
Un navire est un engin flottant et ponté destiné à la navigation maritime.
En pratique, c’est un flotteur allongé dans le sens longitudinal admettant un plan de symétrie, appelé plan longitudinal.
La partie centrale, ou partie maîtresse, a à peu près une forme parallélépipédique.
Elle est prolongée à l’avant et à l’arrière par deux parties en forme de coin: à l’avant la proue destinée à diminuer la résistance à la marche, à l’arrière la poupe destinée à faciliter l’accès des filets d’eau sur l’organe de direction (le gouvernail) et sur le propulseur (l’hélice).
En regardant vers l’avant, le côté tribord est à droite, le côté bâbord est à gauche.
La coque est la partie extérieure du navire: la partie immergée constitue les oeuvres vives, la partie émergée les oeuvres mortes.
La carène représente le volume de la partie immergée de la coque. Ce volume est donc variable.
Les dimensions
LA LONGUEUR
La longueur hors tout est la distance horizontale séparant la pointe extrême de l’avant de la pointe extrême de l’arrière (LOA Length Overall)
La longueur entre perpendiculaires est égale à 96% de la longueur totale de la flottaison, située à une distance au dessus de la quille égale à 85% du creux sur quille, ou à la distance entre la face avant de l’étrave et l’axe de la mèche du gouvernail à cette flottaison si cette valeur est supérieure (LBP Length between perpendiculars)
Sur un navire de commerce, la différence entre LOA et LBP peut être importante.
On utilise également la longueur à la flottaison qui dépend du chargement et qui est variable. On distingue particulièrement la longueur à la flottaison en charge.
LES PERPENDICULAIRES
Les perpendiculaires avant et arrière sont prises aux extrémités avant et arrière de la longueur entre perpendiculaires. La perpendiculaire avant doit passer par l’intersection de l’étrave avec la flottaison sur laquelle est mesurée la longueur. La perpendiculaire arrière ne passe donc pas toujours par l’axe de la mèche du gouvernail.
La perpendiculaire milieu est située au milieu de la longueur entre perpendiculaires, donc à égale distance de la PPAV et de la PPAR.
LA LARGEUR
La largeur hors tout du navire (B Breadth) est la largeur maximale mesurée au milieu du navire (au maître-couple ou maître-bau qui est le barrot situé dans la plus grande largeur du navire).
On parle également de largeur hors membres lorsque l’épaisseur des bordés n’est pas comprise.
LE CREUX
Le creux sur quille est la distance verticale mesurée du dessus de la quille à la face supérieure du barrot au livet en abord du pont de franc-bord. Le livet d’un pont étant la ligne marquant l’intersection de ce pont avec la muraille d’un navire.
Le creux de franc-bord est le creux sur quille mesuré au milieu du navire augmenté de l’épaisseur de la tôle gouttière du pont de franc-bord.
Le pont
C’est un ensemble, (un bordé) de planches ou de tôles disposées de manière à former une surface d’un seul tenant, qui couvre ou divise horizontalement la coque ou les superstructures d’un navire en compartiments.
(Le pont principal, inférieur, supérieur, de cloisonnement, de franc-bord, de résistance).
La tonture est la courbure d’un pont dans le sens longitudinal, elle a pratiquement disparu sur les navires modernes.
Le bouge est la courbure d’un pont dans le sens transversal.
Les superstructures
Au-dessus de la coque se trouvent les superstructures: ce sont des constructions pontées placées sur le pont s’étendant de bord à bord (largeur > B - 4%). Une superstructure peut être ouverte ou fermée.
Le château : Il est généralement situé au droit des salles des machines. Il sert à loger l’équipage et à abriter la timonerie.
Le gaillard : C’est une superstructure sur l’avant du pont supérieur. Il en augmente la hauteur pour limiter l’envahissement par l’eau de mer.
La teugue : C’est un gaillard peu élevé.
La dunette : C’est une superstructure sur l’arrière du pont supérieur.
Le rouffle (Roof ou Rouf): C’est une construction basse qui ne s‘étend pas d’un bord à l’autre du navire (ce n’est donc pas une surperstucture.
2) LE DEPLACEMENT
Le déplacement
Le déplacement (D ou P) d’un navire, c’est son poids exprimé en tonnes métriques (ou en long ton = 1016 kg). Il est égal et opposé à la poussée d’Archimède (Л).
Il se compose:
- du poids du navire lège qui comprend les poids de la coque, des aménagements, du matériel d'armement, des machines, chaudières et auxiliaires.
- du port en lourd, qui comprend le poids du chargement, de l’équipage, des passagers, des approvisionnements, (eau, combustible, huile) et des matières consommables.
On distingue particulièrement le déplacement lège (quand le navire est vide) du déplacement en charge quand il est chargé au maximum autorisé.
La différence est le port en lourd:
PEL. = Déplacement en charge - Déplacement lège
L’exposant de charge est la partie de la coque qui correspond à la tranche de déplacement comprise entre la flottaison lège et la flottaison en charge
Le volume de la carène (V) correspond au déplacement en eau douce. Plus généralement, on a P = v V, v étant le poids volumique de l’eau.
La réserve de flottabilité
C’est l’ensemble des volumes fermés et étanches situés entre la ligne de flottaison en charge et le pont supérieur qui permettent, dans une certaine mesure, au navire de rester à flot en cas d’envahissement accidentel.
3) LES TIRANTS D’EAU
On appelle tirant d’eau en un point d’une flottaison donnée, la distance verticale entre ce point et le dessous de la quille.
Il correspond à l’enfoncement du navire. Il est mesuré à l’arrière, au milieu et à l’avant sur les échelles de tirant d’eau qui sont des graduations marquées et peintes au milieu, à l’avant et à l’arrière des deux cotés de la coque.
Ces échelles sont normalement situées sur les PPAV, PPmil et PPAR. Si ce n’est pas le cas, des corrections seront à appliquer.
Les échelles de tirant d’eau sont graduées en décimètre avec des chiffres arabes ou en 1/2 pieds avec des chiffres romains (ou arabes).
La différence (D) est la différence entre le tirant d’eau arrière et le tirant d’eau avant.
D = Tar. - Tav.
L’assiette est l’angle (α) du navire dans le sens longitudinal par rapport à l'horizontal.
On a tng α = D/L
Si D est positif, le navire est dit “sur le cul”;
Si D est négatif, le navire est dit “sur le nez”;
Si D est nul, le navire est dit “sans différence”.
On définit le tirant d’eau moyen comme étant la moyenne arithmétique des tirants d’eau avant et arrière.
Lorsque le tirant d’eau moyen est supérieur au tirant d’eau milieu, on dit que le navire a de l’arc.
Lorsque le tirant d’eau moyen est inférieur au tirant d’eau milieu, on dit que le navire a du contre-arc.
La flottaison est l’intersection de la coque du navire avec la surface supposée plane de la mer.
La ligne de flottaison est une ligne peinte sur la coque du navire correspondant au tirant d’eau été, sans différence.
La gîte est l’angle (θ) du navire dans le sens transversal par rapport à la verticale.
4) LE FRANC-BORD
Le franc-bord sera revu en détail en cours de Sécurité 3ème année.
Définition et réglementation
Le franc-bord est réglementé par LA CONVENTION INTERNATIONALE DE 1966 SUR LES LIGNES DE CHARGE ( LL66).
Le pont de franc-bord est “normalement le pont complet le plus élevé exposé aux intempéries et à la mer et qui possède des dispositifs permanents de fermeture de toutes les ouvertures situées dans les parties découvertes et au-dessous duquel toutes les ouvertures pratiquées dans le bordé sont munies de dispositifs permanents de fermeture étanche”.
Il est signalé par la ligne de pont ou livet de pont.
La marque de franc-bord est constituée par un anneau coupé par une bande horizontale dont le bord supérieur passe par le centre de l’anneau. Le centre de l’anneau doit être situé au milieu du navire, à une distance verticale du bord de la marque de la ligne de pont égale au franc-bord minimum été.
On appelle franc-bord en un point donné d’une flottaison, la distance verticale entre ce point et le bord supérieur du pont de franc-bord.
Les lignes de charge indiquent les différents francs-bords assignés déduits du franc-bord ETE. Elles sont matérialisées par des bandes horizontales disposées perpendiculairement à une bande verticale sur l’avant de l’anneau de franc-bord (Eté, Tropical, Hiver, Hiver Atlantique Nord, Douce et Tropical Douce).
Une carte de zone précise les limites des zones permanentes et saisonnières dans lesquelles ces franc-bords doivent être impérativement appliqués.
(Annexe 1)
Le franc-bord assigné est la distance mesurée verticalement au milieu du navire entre le bord supérieur de la marque de livet de pont et le bord supérieur de la ligne de charge appropriée.
L’assignation sera le fait d’une société de classification agréée par l’état du pavillon. Cette société apposera sa marque et le navire se verra délivré un « Certificat international de Franc-Bord ».
Pour que le franc-bord soit assigné, le navire doit être solide, stable, étanche et sa coque exempte de fatigues excessives. La solidité est jugée satisfaisante si le navire est coté par une société de classification. II doit avoir une réserve de flottabilité suffisante à l’état intact et après avarie.
Une exploitation convenable suppose que le capitaine possède les documents nécessaires et qu'il respecte les conditions d'assignation. L'étanchéité est l'objet essentiel de la deuxième partie de la Convention qui décrit selon la catégorie d'emplacement, les moyens de fermeture permanents des ponts exposés: panneaux d'écoutilles en acier, portes sur les encaissements de la machine, couvercles de trous d'homme, capots de descente, etc...
La Convention précise entre autres les détails de construction de toutes les entrées d'eau possibles (manches à air, tuyaux de dégagement d'air, sabords, dalots, prises d'eau, décharges, hublots), et des moyens de protection de l'équipage (passerelle sur pont exposé, accès divers, filières, rambardes).
Le calcul du franc-bord
Pour le calcul du franc-bord, les navires sont divisés en 2 types: "A" et "B".
NAVIRE DU TYPE A
C’est un navire conçu pour transporter uniquement des cargaisons liquides en vrac, les ouvertures d'accès aux citernes sont petites et fermées par des panneaux en acier.
Il se caractérise par une très grande étanchéité du pont exposé et un très grand degré de résistance à l'envahissement, dû à la faible perméabilité des compartiments chargés et à un compartimentage important.
Un navire Type A dont L>150m, et conçu pour avoir des compartiments vides quand il est chargé à la ligne de charge Eté, doit rester à flot et stable après envahissement de l'un quelconque de ces compartiments vides (perméabilité 0,95).
Un navire de Type A dont L>225m doit répondre aux mêmes conditions, mais la tranche machine (perméabilité de 0,85 seulement) étant aussi considérée comme un compartiment envahissable.
A flot et stable:
- la flottaison finale après envahissement est située au-dessous de toute ouverture par laquelle un envahissement progressif pourrait avoir lieu;
- la gîte maximale due à l'envahissement dissymétrique est de l'ordre de 15°;
- la hauteur métacentrique après envahissement est positive.
On assignera à un navire type A un franc-bord de base qui ne sera pas inférieur à celui qui figure dans la table A de la convention.
Exemple : un navire type A de 245m a un FB de base de 2979mm.
NAVIRE DU TYPE B
Tous les navires qui ne sont pas du type A sont du type B.
On assignera à un navire type B un franc-bord de base qui ne sera pas inférieur à celui qui figure dans la table B de la convention.
Exemple: un navire type B de 245m a un FB de base de 3949mm.
Franc-bord de type B réduit:
- réduction jusqu'à 60% (table B - table A) pour les navires de L>100m dont les panneaux sont en acier et qui résiste à l'envahissement d'un compartiment avarié isolé de perméabilité 0,95 (à l'exception de la tranche machine). Pour les navires de L>225m, la tranche machine est supposée envahissable avec une perméabilité de 0,85.
- réduction jusqu'à 100% (table B - table A) pour les navires qui répondent aux conditions d'assignation d'un navire type A, excepté en ce qui concerne les écoutilles. Si L>100m, le navire doit résister à l'envahissement de deux compartiments adjacents dans le sens longitudinal (excepté la tranche machine) et si L>225m, le navire doit en plus résister à l'envahissement de la seule tranche machine.
Franc-bord de type B augmenté:
Pour les navires qui possèdent des panneaux d'écoutilles rendus étanches par prélarts, à l'exception de ceux du type ponton, le franc-bord sera majoré.
Corrections au franc-bord de base:
Le franc-bord de base donné par les tables subit des corrections qui tiennent compte des formes du navire et de l'agencement de ses superstructures.
Le principe consiste à favoriser le navire dont les formes lui assurent une bonne tenue à la mer (tonture suffisante, creux modéré, étrave haute) et dont l'importance, l'emplacement et l'agencement des superstructures (et trunks) améliorent la réserve de flottabilité.
Au contraire, un navire aux formes lourdes (coef. de remplissage > 0,68), avec une tonture insuffisante, un bouge ou un creux excessif, des superstructures peu développées en hauteur ou en longueur, est pénalisé par une augmentation du franc-bord.
Les calculs se font selon l’hypothèse d’une brèche dont les dimensions sont:
- la hauteur est égale au creux du navire
- la profondeur est au plus égale à B/5
De plus:
- aucune cloison transversale principale n’est endommagée
- la hauteur du centre de gravité au-dessus de la ligne d’eau zéro est évaluée en considérant un chargement homogène des cales et une quantité de liquides et consommables égale à 50% de la capacité maximale.
Franc-bord en cas de transport de bois en pontée
Un chargement de bois en pontée procure un supplément de flottabilité et protège le navire. La convention LL66 permet un franc-bord réduit pour ces types de navires dans des conditions bien précises.
Dans ce cas, des lignes de franc-bord Bois sont dessinées sur l’arrière de l’anneau de franc-bord.
5) LA JAUGE
Définition et réglementation
La jauge ou tonnage d'un navire est un nombre qui caractérise selon certains critères la capacité ou le volume du navire.
La jauge est réglementée par la Convention internationale sur le jaugeage des navires (Londres 1969) applicable à tous les navires de plus de 24 m depuis 1994.
On distingue la jauge brute et la jauge nette.
LA JAUGE BRUTE
La jauge brute est une fonction du volume total de tous les espaces clos du navire. Il n’y a pas d’espaces clos exclus si ce n’est certains espaces “ouverts” clairement définis dans l’annexe I de la Convention.
Elle est utilisée pour :
- la délimitation des compétences des brevets,
- l'application des règlements de sécurité, de construction)
- l'établissement des statistiques économiques
- la limitation de responsabilité des propriétaires de navires.
LA JAUGE NETTE
La jauge nette est fonction du volume des espaces à cargaison et du nombre de passagers.
La jauge nette est utilisée pour :
- le calcul des rétributions de service (port/ pilotage/ lamanage...)
- le régime fiscal.
L’UNITE
La jauge n’a plus d’unité. On utilise cependant le terme d’Unified Measurement System (UMS) qui ne correspond plus à un volume précis.
Le tonneau de jauge d’Oslo 1947 qui est égal à 2,83 m3 ou 100 cubic feet est donc à oublier pour les navires marchands.
Il faut pourtant noter que restent en vigueur des jauges particulières pour le passage de certains canaux (Panama, Suez).
Les efforts entrepris par l’OMI pour parvenir à l’unification de ces jauges n’ont à ce jour pas abouti (Résolution A 492 de 1981 entre autres).
La méthode de calcul de la jauge internationale Londres 69
En France, le calcul de la jauge, le jaugeage est effectué par l’administration des Douanes et donne lieu à la délivrance d’un certificat international de jauge.
LA JAUGE BRUTE
J.B. = G.T. (Gross Tonnage) = K1.V
V le volume total des espaces clos du navire, exprimé en mètres cubes, calculé soit à partir d'une courbe hydrostatique ou de la formule de Simpson.
K1= 0,2 + 0,02 log10 V
K1 peut être également obtenu à partir de la table jointe à l'appendice 2 de la convention de 1969. Le coefficient K1 est en fait un coefficient de corrélation qui a été déterminé sur un échantillon représentatif de la flotte mondiale de commerce afin que la nouvelle jauge brute soit aussi proche que possible en moyenne des anciennes jauges brutes nationales (du moins en ce qui concerne certains types de navire (K1 varie dans la table de l’appendice 2 de 0,22 à 0,32).
Cependant, l’application de la Convention de Londres a entraîné une augmentation (coefficient multiplicateur) de la jauge pour un certain nombre de types de navire, en particulier les rouliers et les cargos classiques.
La résolution A.747 prévoit l’exclusion des citernes à ballast séparé du calcul de la jauge sur les pétroliers (elles ne contiennent jamais de cargaison).
LA JAUGE NETTE
J.N. = N.T ( Net Tonnage) = K2 VC (4d/3D)2 + K3(N1+N2/10)
K2 =0,2 + 0,02 log10 Vc
Vc = volume des espaces à cargaison du navire en mètres cubes
K3 = 1,25 (GT+10000)/10000)
D = creux du navire en mètres au couple maître
d = tirant d'eau du navire en mètres
N1= nombre de passagers en cabine contenant moins de 8 couchettes
N2 = nombre des autres passagers (si N1 + N2 < 13, alors N1 et N2 seront considérés comme nuls).
Par ailleurs:
N.T. ne doit pas être inférieur à 0,3 G.T.
K2 Vc (4d/3D)2 ne doit pas être inférieur à 0,25 G.T.
6) EXEMPLES DE CARACTERISTIQUES GENERALES SELON LES TYPES DE NAVIRE
7) LES RAPPORTS ET COEFFICIENTS CARACTERISTIQUES
LES RAPPORTS
Les rapports caractéristiques déterminent les formes générales du navire et ses performances :
L/B, L/C, L/T
L Longueur, B Largeur, C Creux, T Tirant d’eau
LES COEFFICIENTS
Les principaux coefficients utilisés sont :
Coefficient de remplissage de la flottaison
CW = AW/LB
Coefficient de remplissage du maître couple
CM = AM/TB
Coefficient de remplissage de la carène
(Block coef.)
CB = P/LTB
Coefficient de finesse
F = P/L3
AW étant la surface de flottaison de la carène et AM l’aire du maître-couple.
27 juillet 2007
PRESENTATION
ECOLE DE LA MARINE MARCHANDE DU HAVRE
CONSTRUCTION
O.1.2
1ère Partie
I Caractéristiques et jauges
II Les matériaux
III Les méthodes d’assemblage
IV La protection des matériaux
V Les contraintes
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