Dans ma chronique MREN USS Enterprise de mai 2020, j’ai fait référence aux avantages du titane en tant que matériau structurel de la coque.

Il concernait la vie du cotre USCG Bear et j’ai conclu la colonne en suggérant que le titane serait un matériau structurel particulièrement utile et rentable pour les voiliers-écoles, les porte-avions, les navires de recherche, les navires de croisière, les remorqueurs et les ferries de Staten Island. . J’ai fait cette suggestion en supposant que la conception de la coque (forme) devait être mature et que sa mise à niveau technologique était attendue.
J’ai fait une estimation WAG de l’augmentation des coûts d’une coque en titane et je suis arrivé à la conclusion que, du point de vue du cycle de vie, le titane est une bonne affaire pour certains navires. Après avoir écrit la chronique, je n’ai pas passé beaucoup de temps à y penser, jusqu’à ce que je tombe sur un article de mon ami et collaborateur occasionnel, le Dr John Daidola, dans le Naval Engineers Journal de décembre 2020 intitulé « Coûts de construction des variantes de coque en titane – Changeur de jeu ? »

John a effectué une étude beaucoup plus détaillée du coût du cycle de vie de divers navires, mais en particulier d’un trimaran de transport maritime de 260 m. Il a comparé le coût d’un navire en titane à celui d’un navire en acier et a conclu que le coût d’acquisition du navire en titane serait de 2,3 G$ comparativement à un coût d’acquisition d’un navire en acier de 1,5 G$. Cependant, les économies de cycle de vie de la cuve en titane seraient de 2,74 milliards de dollars. En d’autres termes, une fois que vous avez construit le premier navire en titane, avec les économies réalisées, vous pouvez construire le prochain navire gratuitement. C’est ce qu’on appelle un deux-fer !

Remarquablement, sur les navires avec une fraction de coût de structure de coque inférieure, les économies sont encore meilleures.

Notez que dans l’un de ces moments étranges de vision en tunnel, je n’ai pas inclus les coupeurs USCG dans la liste des candidats à la coque en titane dans ma colonne. Mais les cotres USCG sont la quintessence des conceptions de coque matures qui voient des périodes de service qui sont presque mesurées en durée de vie humaine avec peu de changement dans la conception de la coque dans la prochaine génération.

D’après l’étude de John, les fraises USCG sont particulièrement adaptées à la construction en titane. Les économies seraient assez spectaculaires.
Alors que John a examiné les économies de coûts de cycle de vie au sens conventionnel, il existe en fait une autre solution miracle pour les économies qui peut être appliquée aux coupeurs USCG si nous examinons les économies de coûts de cycle de vie des navires de combat en série.

Cette balle m’a été expliquée par un autre ingénieur à la réflexion approfondie, Norbert Doerry, lors de la présentation de l’article du Dr Doerry et du Dr Koenig lors de la réunion annuelle SNAME « Framework for Analyzing Modular, Adaptable and Flexible Surface Combatants ».
Pour moi, le titre se traduit par : « Comment mélanger et assortir votre flotte pour obtenir le meilleur résultat tactique pour un dollar fixe, mais qui peut changer d’année en année. » (Ce n’est toujours pas un bon titre)

Cette énigme de la Marine est ancienne, et en fait les six frégates originales sont une première version de ce débat.

Une marine idéale mélange et assortit les unités de la flotte (navires de combat). Une petite marine ne peut pas se permettre de le faire, mais la marine américaine combinée à l’USCG le peut. (L’US Navy est la plus grande marine du monde. L’USCG, à elle seule, a à peu près la taille de la marine allemande)

La vraie question est : qu’est-ce que je vais construire pour l’argent que j’ai, de sorte que, quand le tournage commencera, j’aurai la Marine la plus capable ? Et puis il y a une question secondaire : à quoi devrait ressembler ma flotte en temps de paix pour effrayer les adversaires potentiels ?

Fait intéressant, cette question secondaire est encore plus urgente pour un coupeur USCG, car il a des fonctions distinctes en temps de paix et en temps de guerre. En de nombreux termes, en fonction du niveau de menace national, un coupeur de l’USCG peut effectuer des missions de sauvetage ou tirer des missiles, mais doit toujours dire à un ennemi potentiel que même si le navire peut sembler gentil et câlin en mode sauvetage, il peut devenir très méchant dans une courte période de temps.

Dans la pratique, cela signifie que vous démolissez de vieux navires et en construisez toujours de nouveaux plus sophistiqués avec des technologies plus récentes à bord. Mais notez qu’avec l’USCG, les nouvelles coques plus sophistiquées à l’extérieur ont le même aspect que les anciennes. C’est ce qui se trouve à l’intérieur d’eux qui motive vraiment la conception du renouvellement de la flotte.

La décision de construire de nouveaux navires est généralement analysée en termes de valeur actuelle (est-il moins cher de mettre à niveau ou d’entretenir l’ancien navire, ou d’en construire un nouveau) et la comparaison entre l’acier et le titane de John Daidola suit cette voie et montre qu’il est moins cher à construire en titane.

Cependant, Doerry et Koenig ajoutent une autre économie lorsque ces coques à durée de vie plus longue sont utilisées dans la construction en série. Au lieu d’utiliser l’analyse PV, ils proposent l’utilisation de l’évaluation des options réelles. Cette méthode diffère de la PV car elle tente d’analyser la meilleure approche lorsqu’il y a des options supplémentaires sur un projet à l’avenir (pensez en termes d’options d’achat d’actions). L’évaluation des options réelles n’est pas nouvelle, mais l’appliquer aux combinaisons de flottes navales et à l’approvisionnement est vraiment intelligent. La question la plus évidente dans les navires de la Marine (et plus encore, de l’USCG) est la suivante : et si je pensais en termes de PV (mon dollar disponible) mais que le PV incluait une option pour mettre à niveau les navires plus tard dans leur vie ? Je peux ou non dépenser le montant de l’option en fonction des besoins de ma flotte à un moment donné, et comme je ne peux pas le dépenser, mon PV diminue et à l’avenir, j’aurais une flotte plus performante.

Par exemple, les auteurs montrent que construire de bonnes coques simples, mais attendre d’avoir des armes sophistiquées jusqu’à ce qu’elles soient vraiment nécessaires est la meilleure affaire. Et si la menace de guerre se développe, le tout dernier et le plus performant des packages peut être installé rapidement sur les coques existantes pour dominer l’espace de combat, au lieu de boiter avec moins que l’état de l’art.

Plus la combinaison Navy (et USCG) est grande, plus elle refroidit. Il plaide en particulier pour la construction de nombreuses coques de cotre USCG, mais en les laissant pour la plupart non équipés pour le combat naval. On peut construire 20 coupeurs USCG en titane pour le coût du cycle de vie de 10 coques en acier, et les préparer pour la mer, mais n’installer qu’un seul navire avec le meilleur ensemble d’armes. Le monde saura que vous pouvez construire quelque chose qui peut dominer l’espace de combat, mais il n’est pas nécessaire d’équiper les 20 avec le dernier et le meilleur (ce qui permet d’économiser suffisamment d’argent pour construire quelques coques supplémentaires) s’il n’y a pas de menace immédiate de guerre. Pendant ce temps, « l’ennemi » saura que lorsqu’il commencera à faire trembler ses sabres, vous n’aurez pas 10 coques obsolètes (si construites en acier), mais au lieu de cela, vous aurez accès à plus de 19 coques qui peuvent être équipées des armes les plus chaudes beaucoup plus rapidement. . C’est un bien meilleur résultat que d’avoir 10 vieilles unités « en acier de fantaisie » et en fait différera le coût jusqu’à ce qu’il soit nécessaire. Cette réflexion fonctionne déjà avec les coques en acier, mais si les coques ne se dégradent pas, cela devient encore plus rentable et renforce encore l’argument du Dr Daidola.

Nous avons donc ici trois ingénieurs intelligents qui ont développé deux approches d’approvisionnement USCG indépendantes, qui permettent chacune d’économiser des sommes incroyables et, lorsqu’elles sont combinées, d’économiser encore plus d’argent.

Est-ce que quelqu’un fait attention à l’approvisionnement USCG ? Je connais et admire depuis longtemps l’USCG pour sa capacité à faire toujours plus avec de moins en moins. Pourquoi ne pas utiliser ce peu d’ingénierie pour faire encore plus ?

Pour chaque rubrique que j’écris, MREN a accepté de faire un petit don à une organisation de mon choix. Pour cette rubrique, je nomine l’ONG Shipbreaking Platform https://shipbreakingplatform.org/. La démolition des navires est un gâchis sale et coûteux. Réduire le démantèlement des navires avec des coques en titane réduit le désordre.