Détail
ES-TRIN, Article 19.03, chiffre 6 - Précision des conditions des essais en place, essais sur des modèles ou calculs
Question :
Pour les bateaux à passagers capables d'atteindre des vitesses supérieures à v=0,4 √gL (dits « bateaux de planage »), la stabilité durant la giration doit être déterminée à partir de :
- la formule de l'article 19.03, chiffre 6) à des vitesses inférieures ou égales à v=0,4 √gL ; et
- essais grandeur nature ou sur modèle, ou à partir des calculs correspondants à des vitesses supérieures à v=0,4 √gL.
Quelles sont les conditions pour les essais grandeur nature, les essais sur modèle ou les calculs mentionnés à l'article 19.03, chiffre 6, dernière phrase ?
Réponse :
La stabilité dynamique des bateaux à passagers à des vitesses supérieures à v=0,4 √gL peut être pré-estimée en phase de conception, soit par des calculs, soit par des essais sur modèle. Les essais peuvent être effectués avec l'application d'un moment de gîte constant simulant le moment dû aux passagers et au vent.
Option 1 : un essai sur modèle en fonctionnement libre peut être effectué. La procédure est utilisée uniquement pour les bateaux de surface, avec application de la loi d'échelle de Froude où, plus le modèle est petit, plus les effets d'échelle négatifs sont élevés et plus il est difficile de créer un modèle réaliste avec sa propre propulsion et sa propre gouverne. À l'inverse, avec des modèles plus grands, les effets d'échelle négatifs diminuent et, par conséquent, du point de vue de la précision des résultats, l'échelle du modèle devrait être aussi grande que possible, ce qui signifie que les dimensions du modèle doivent être aussi grandes que possible, mais en gardant à l'esprit que la taille du bassin d'essai par rapport à l'espace nécessaire pour les essais à réaliser, de même que la capacité de l'équipement d'essai, sont des facteurs déterminants qui sont susceptibles de rendre l'essai peu pratique ou trop coûteux à réaliser. Si le modèle tend à s'incliner vers l'intérieur dans un virage ou présente une diminution de la gîte au fur et à mesure que la vitesse augmente lors de l'essai en bassin de remorquage, les exigences relatives à la stabilité sont suffisamment remplies.
Option 2 : Une alternative plus simple pourrait être un essai de remorquage du modèle (sans sa propre propulsion) libre de se déplacer dans les limites des degrés de liberté pertinents en eau calme, qui est couramment effectué pour trouver le seuil ou la plage des vitesses plus élevées, ainsi que les conditions de masse du bateau et l'emplacement du centre de gravité, où surviennent des mouvements du bateau dus à l'instabilité dynamique. Un essai de remorquage oblique, où le modèle est incliné par l'application de masse supplémentaire sur un côté (simulant le moment dû aux passagers et au vent, comme mentionné ci-dessus), peut fournir des informations sur la stabilité ou l'instabilité dynamique du modèle en eau calme. En d'autres termes, si la gîte du modèle augmente avec la vitesse, cela indique une instabilité transversale du bateau inhérente à la forme de la coque (pour des conditions spécifiques de masse du bateau et d'emplacement du centre de gravité), ce qui signifie que d'autres analyses du comportement du bateau, et/ou d'autres modifications de la forme de la coque ou des caractéristiques de masse, devraient être effectuées. À l'inverse, si la gîte du modèle diminue avec l'augmentation de la vitesse, cela signifie qu'il n'y a pas d'effets dynamiques négatifs sur la stabilité transversale du bateau, ce qui devrait alors être confirmé par un essai grandeur nature. Par ailleurs, l'influence du propulseur et des éléments auxiliaires sur les mouvements du bateau dus aux instabilités dynamiques peut être importante. Le modèle utilisé lors de l'essai doit donc comporter des propulseurs et des éléments auxiliaires à l'échelle ou faire l'objet de procédures de remorquage adaptées. En outre, les effets de la cavitation et de la ventilation, qui peuvent être importants avec de petits modèles, ne peuvent être évités lors des essais à la pression atmosphérique, de sorte que des expériences dans des installations de cavitation peuvent être nécessaires si ces effets sont susceptibles d'être importants.
Option 3 : Si les divers effets négatifs ne peuvent être évités au cours des expériences, une simulation informatique (calcul), utilisant des coefficients hydrodynamiques mesurés ou prédits, serait plus fiable que les expériences.
Indépendamment des essais sur modèle ou des calculs, lors d'un essai grandeur nature conformément au chapitre 5, un essai de giration sur la plage des vitesses élevées (vitesses sans déplacement) doit être effectué. Si les passagers doivent être assis pendant l'exploitation à grande vitesse du bateau, le moment dû aux passagers peut être ignoré. L'application du moment de gîte dû au vent peut également être négligée dans les essais grandeur nature.
Si le bateau s'incline vers le centre du cercle de giration, il est stable, sans effets négatifs dus à la giration, et le moment dû à la giration peut donc être ignoré lors du calcul du moment de gîte global du bateau. À l'inverse, si le bateau s'incline vers l'extérieur lors du passage à la vitesse supérieure, il s'agit d'un comportement non souhaité et atypique, qui indique une éventuelle stabilité inadéquate du bateau sans déplacement, de sorte que d'autres analyses du comportement du bateau, et/ou d'autres modifications de la forme de la coque ou des caractéristiques de masse, devraient être effectuées.
Les résultats de l'essai grandeur nature, c'est-à-dire de la manœuvre de giration, doivent être correctement mesurés et documentés, par exemple au moyen d'un inclinomètre électronique et des mesurages correspondants de la vitesse. Un tour complet de 360° doit être effectué dans chaque sens.
CESNI/PT/Pax (20) 29 rev. 2, CESNI/PT/Pax (21)m 14, point 3.11
Groupe de travail pour les bateaux à passagers (CESNI/PT/Pax), Moment dû à la giration, essais grandeur nature, stabilité
