CONSTRUCTION MARINE

Remarque: Ce cours décrit la structure des navires de grande taille. Les petits navires et voiliers comportent certaines des structures décritent ici mais pas toutes.

I. STRUCTURE GENERAL D'UN NAVIRE
II. INDICATEURS ET MARQUES
III. STRUCTURES PARTICULIERES D'UN NAVIRE
IV. IV. ENTRETIEN, SECURITE ET VOIE D'EAU

I. STRUCTURE GENERAL D'UN NAVIRE

1. Coupes et schémas

Description des constituants principaux :
Tôle quille : tôle de forte épaisseur
Carlingue centrale : poutre longitudinale en général d'un seul tenant situé au dessus de la quille.
Carlingue latérale : poutre de plus faible échantillonnage pouvant être continue ou non.
Varangues : tôles transversales verticales dans le fond du navire s'appuyant sur la carlingue centrale. Elles peuvent être évidées pour limiter les poids et permettre la mise en commun ou en circulation de plusieurs compartiments (ballasts, écoulement d'eau…).
Anguiller : trou de faible dimension ou évidement dans une structure de la coque (varangue, membrure, cloison) permettant l'écoulement de l'eau. Membrures (ou couples) : droites ou courbes selon les navires et la zone assemblées aux varangues par des goussets dans les fonds pour s'opposer aux déformations dues au roulis.
Barrots (ou baux) : Pièces transversales maintenant l'écartement des membrures et soutenant les ponts. Chaque assemblage membrure/barrot est consolidé par un gousset.
De là vient l'expression maître-bau, la plus grande largeur du navire soit le bau, ou barrot, le plus long.
Gousset : élément d'assemblage destiné à assurer ou renforcer la liaison entre des pièces de structure.
Hiloire : Pièce longitudinale accroissant la résistance du pont (désigne aussi les pièces encadrant une écoutille)
Serres : Ceux sont des lisses de fort échantillonnage.
Les cloisons : Un navire est divisé en plusieurs compartiments par des cloisons verticales ou horizontales. On retrouve d'avant en arrière la cloison d'abordage (étanche et protégeant le navire en cas de voie d'eau à l'avant), les cloisons des différentes cales, les cloisons avant et arrière du compartiment moteur (cloison presse étoupe). De haut en bas, on trouve le pont supérieur, le deuxième pont et le plafond de ballast.
Les superstructures : Définit toutes les constructions se situant au dessus du pont principal. A l'avant le gaillard (protège le navire contre la mer) et à l'arrière le château (avec la passerelle de navigation).
Le pont principal : c'est la surface qui ferme la coque à sa partie supérieure. Ce pont est courbé pour favoriser l'évacuation de l'eau :
-> la tonture (courbure dans le sens de la longueur)
-> le bouge (courbure dans le sens de la largeur)

Le fond du navire est appelé bordé de fond et le côté, bordé de muraille. Le bordé de muraille est composé de rangées de tôle appelées virure.

La virure située au niveau du pont supérieure est appelée carreau.

Les sabords de décharges permettent l'évacuation de l'eau du pont :

L'évidement des varangues permet de réduire le poids du navire et de mettre en communication plusieurs compartiments, on obtient des ballasts servant de stockage de liquide (gasoil, eau, huile, eaux noires ou grises…). Les ballasts sont aussi utilisés pour équilibrer le navire et agir sur sa stabilité.

2. Conception du navire

L'acier est le matériau le plus utilisé de nos jours pour la conception des navires. Sa particularité est d'être solide, malléable, facilement soudable, résistant à la corrosion. Il doit être protégé, revêtu ou peint. En contrepartie, l'acier est assez lourd.

La structure du navire n'est pas uniforme sur toute la longueur mais varie selon les zones et les efforts à supporter. Les pétroliers utilisent surtout un système de construction longitudinal par exemple.

Tube d'étambot : tube solidaire de la coque au travers duquel passe l'arbre porte hélice. Ce tube traverse l'étambot et comporte un presse-étoupe. Tube de jaumière : ou puits de jaumière, ouverture ou passage tubulaire pratiqué dans la voûte d'un navire pour le passage de la mèche de gouvernail.

II. INDICATEURS ET MARQUES

On définit sur les navires différentes mesures, différents indicateurs.
La surface de flottaison définit la séparation entre les œuvres vives ou carène (partie immergée du navire) et les œuvres mortes ou accastillage (partie hors de l'eau). Les contours de cette surface forment la ligne de flottaison. Cette ligne varie selon la charge du navire, on a :
- Flottaison lège : navire vide
- Flottaison en charge : navire chargé au maximum
La partie de la coque située entre ces 2 lignes est appelée exposant en charge.

1. LES PERPENDICULAIRES

On définit pour le navire 3 perpendiculaires. Ceux sont 3 droites verticales passant par 3 points précis.
Perpendiculaire avant - PP.AV : verticale passant par l'intersection de l'étrave et de la ligne de flottaison en charge.
Perpendiculaire milieu - ppm : verticale à égale distance de la PP.AV et de la PP.AR
Perpendiculaire arrière - PP.AR : verticale passant par le point extrême arrière et la flottaison en charge (on la positionne en général au niveau de la mèche de gouvernail)

Longueur hors tout : longueur maximum du navire
L = Longueur entre perpendiculaire.
Largeur hors membres au maître couple : largeur maximum du navire dans le plan du maître couple le plus large.

Tirant d'eau : On peut en définir un avant (au niveau de la PP.AV), un arrière (sur la PP.AR) et un tirant d'eau moyen (moyenne des tirants d'eau avant et arrière). Il faut différencier le tirant d'eau moyen du tirant d'eau milieu (au niveau de la ppm).
On nomme D la différence entre les tirants d'eau avant et arrière.
L'assiette du navire est le rapport de la différence des tirants d'eau par la longueur entre perpendiculaire. Ass = D / L
En fonction de l'assiette du navire, on dira que le navire est sur nez ou sur cul.
Pour corriger l'assiette, on utilise les ballasts.

On trouve sur le navire des échelles de tirant d'eau qui sont gravées et peintes de chaque bord à l'avant et à l'arrière (voir au milieu).

La Jauge : c'est le volume du navire. Elle est exprimée en tonneaux de jauge, chaque tonneau vaut 2,83m3. On distingue la jauge brute (volume total du navire) et la jauge nette (volume des cales). Depuis 1982, on définit les navires selon une nouvelle jauge, l'UMS (Universal Measurement System). Cette jauge s'applique pour les navires de plus de 24 mètre effectuant des voyages internationaux. On peut considérer pour simplifier qu'1 tonneau est égal à 2 UMS.

2. LES MARQUES DE FRANC-BORD.

Ces marques placées sur la coque définissent l'enfoncement maximum du navire en fonction des zones ou époques de navigations. Ces marques sont calculées par des sociétés de classification dont on retrouve les initiales sur les marques. Elles délivrent ensuite un certificat de Franc-bord. On retrouve parmi elles le Bureau Veritas, la LOYDS, l'American Bureau of Shipping…
On les retrouve sur le bordé de muraille, sur la perpendiculaire milieu, au dessous du livet de pont.

TD : eaux Tropicales Douces
D : eaux Douces
T : eaux Tropicales
E : océans en Eté
H : océans en Hiver
HAN : Hiver en Atlantique Nord

En fonction du lieu où naviguera le navire et de la saison, sa charge maximum variera pour que la marque de franc-bord correspondante soit toujours visible.
Remarque : Il existe aussi des marques spécifiques pour le transport de bois en cale et en ponté. Le bois présentant une réserve de flottabilité, l'enfoncement maximum autorisé du navire en fonction de la zone et navigation et de la saison sera plus important. Ces marques supplémentaires sont placées à gauche du disque de Plimson avec les indications BTD, BD, BT, BE, BH, BHAN.

III. STRUCTURES PARTICULIERES D'UN NAVIRE

1. Le mouillage

a. Les ancres

Il existe différent type d'ancre parmi lesquels :

Il convient d'adapter le type d'ancre aux types de fond rencontrés.

b. Le guindeau

C'est un puissant treuil permettant la manœuvre des chaînes et ancres.
Il comprend un ou 2 barbotins (dans lesquels les chaînes se positionnent), et à chaque extrémités une poupée. Un embrayage permet de virer ou mouiller l'ancre. Un frein permet l'immobilisation de chaque barbotin.

c. La chaîne

Constitué de mailles (à étai, à renfort, sans étai) qui assemblées définissent des maillons soit 30 mètres de chaîne.

d. La ligne de mouillage

L'extrémité de la chaîne est fixée à la structure du navire dans le puits aux chaînes par une étalingure de cale (croc d'étalingure). La chaîne est reprise en fond de puit par une boucle de fond puis sort du puit, passe par le guindeau et l'écubier où se trouve l'ancre à poste.
Quand l'ancre est à poste, la chaîne est maintenue par une saisine.

e. Types de mouillage

Le mouillage peut se faire sur 1 ancre ou sur 2. Dans ce cas, on différenciera :
-le mouillage en barbe (les 2 ancres font un angle de moins de 60°)
-le mouillage avec une ancre en plomb de sonde (si l'on risque de chasser, la deuxième ancre est mise à l'eau et la chaîne est laissée libre de chasser, le frein légèrement freiné).
-Affourchage (les 2 ancres font un angle entre 60 et 120°)
-Embossage (Une ancre à l'avant, l'autre à l'arrière)
-Mouiller une ancre à draguer (On laisse traîner l'ancre avec un maillon sur le fond pour freiné les mouvements du navire et faciliter certaines manœuvres.)

Les ordres quand on quitte un mouillage sont les suivants :
-Virez la chaîne
- Ancre à pic
- Ancre dérapée (tintement rapide de cloche)
- Ancre haute et claire (tintement rapide de cloche suivi d'un coup séparé)
- Ancre à poste

2. L'amarrage

Le passage des amarres sur le navire se fait à travers les chaumards ou des écubiers.
Sur le quai, on retrouve des bittes d'amarrages, des taquets, des bollards, des canons ou des boucles de quai.

L'amarrage se fait souvent sur les gros navires à l'aide d'un cabestan.
On retrouve différents types d'amarres sur le navire :
-Les amarres debout (ou de pointe) et les gardes montantes : elles empêchent le navire d'avancer ou de culer.
-Les traversiers : elles tiennent le navire bien accosté.
-Les amarres en belle : c'est une amarre debout mais qui part de la partie centrale du navire

3. Les gouvernails

C'est l'appareil à gouverner du navire. C'est une surface mobile (le safran) sur un axe de rotation vertical (la mèche) commandé par la barre. Le gouvernail est en général placé dans le sillage de l'hélice pour augmenter son efficacité.

L'angle du gouvernail ne peut excéder 35° (exigé par les sociétés de classification) sauf pour des navires particuliers (remorqueurs…).

Certains gouvernails sont compensés. Le report sur l'avant de la mèche d'une partie du safran permet de réduire les efforts sur le gouvernail.

On retrouve sur le gouvernail, la mèche, les aiguillots (charnière maintenant le safran à la coque), la crapaudine (support en bas du safran), la cross (sur les voiliers, partie qui supporte le safran).

4. Les propulseurs

On les classe en général en 4 catégories :
-Les hélices
-Les roues à aubes
-Les hydro propulseurs
-Les propulseurs à axe de rotation verticale

Les hélices se caractérisent par leur diamètre, le nombre de pâles, le pas ou " avance par tour " ( = distance parcourue parallèlement à l'axe de l'hélice en tout point durant une rotation de 360°).

Il existe de nombreux types d'hélices, à pales orientables, en tuyères, en contre rotation, combinée à une roue à aube…

Un des éléments important de l'hélice est son pas. Lorsque l'hélice tourne, le déplacement des filets d'eau n'est pas exactement parallèle à l'axe de l'hélice. Le navire partira à droite ou à gauche selon le pas de l'hélice.

Hélice à pas droite :
->Marche avant : l'avant part sur bâbord, l'arrière sur tribord.
->Marche arrière : l'avant part sur tribord, l'arrière sur bâbord

Hélice à pas gauche :
->Marche avant : l'avant par sur tribord, l'arrière sur bâbord
->Marche arrière : l'avant par sur bâbord, l'arrière sur tribord.

Pour rappel, en marche avant, l'arrière du navire par du côté du pas de l'hélice.

IV. ENTRETIEN, SECURITE ET VOIE D'EAU

A. L'entretien

L'entretien des navires consiste surtout en l'application de peinture sur les œuvres mortes, d'antifouling (anti-salissures) sur les œuvres mortes et protection contre la corrosion par le changement régulier des anodes.

B. La sécurité

Les navires sont soumis à des règles strictes en termes de compétences des équipages, matériels embarqués, exercices réguliers, entretien du navire.
Tous les navires n'ont pas les mêmes obligations en fonction de la catégorie de navigation dans laquelle ils évoluent.
On distingue 5 catégories de navigation pour les navires professionnelles.
-5ème catégorie : eaux abritées
-4ème catégorie : moins de 5 milles des eaux abritées
-3ème catégorie : moins de 20 milles de la terre et moins de 100 milles des eaux abritées
-2ème catégorie : moins de 200 milles d'un port ou lieu sûr et à moins de 600 milles du dernier port du pays où le voyage commence
-1ère catégorie : sans limite

C. La voie d'eau

C'est l'un des risques majeurs avec l'incendie.
La voie d'eau peut intervenir suite à un échouage, un abordage, l'état de la mer, l'état de la coque, la négligence.
Les voies d'eau doivent être détectées rapidement (automatiquement, par des rondes régulières ou suite à une collision).
Une bonne compartimentation du navire permettra de limiter les risques et d'isoler un compartiment inondé.
La voie d'eau a aussi pour conséquence de diminuer la stabilité du navire par effet de carène liquide.

Quand on constate qu'il y a de l'eau dans le navire, il faut en priorité mettre en marche les moyens d'assèchement (collecteurs d'assèchement) par pompes électriques, attelées aux moteurs, manuelles..
Il faut ensuite déterminer l'origine de la voie d'eau pour pouvoir la réduire ou la supprimer.
Selon la taille et l'emplacement de l'ouverture, on pourra utiliser des pinoches, un batardeau (toile épaisse positionné à l'intérieure) ou un palier de Makaroff (filet lardé doublé de toile que l'on fixe par l'extérieur en le faisant glisser le long de la coque).

Remarque ; sur des voiliers, on peut utiliser un spi ou une voile d'avant que l'on passe sous le voilier pour étouffer la voie d'eau.