Types de coques utilisées pour les navires

Chaque navire marin a une coque spécifique adaptée à ce navire ou bateau particulier. Au fil des siècles, différents types d’embarcations ont été construits, entraînant l’évolution de différents modèles et types de coques. Découvrez les différents types de coques de navires et de coques de bateaux dans cet article.

Les bateaux ont été utilisés par l’humanité depuis des temps immémoriaux. Les premières constructions comprenaient des rondins de bois attachés ensemble. Au fur et à mesure que la technologie progressait, la taille et la nature des navires augmentaient également. D’énormes navires sont entrés en scène à l’époque médiévale. Ils ont été construits pour transporter des matériaux, préparer des guerres, etc.

Différents bateaux comme les voiliers ou les cargos ont des coques uniques ; cependant, toutes les conceptions de coque ont les mêmes principes sous-jacents.

coque de navire

Types de coques

Tout d’abord, récapitulons brièvement la physique de la flottation. Tout objet flottant est dans un état d’équilibre physique en raison d’une contre-force offerte par le milieu aquatique. La flottabilité ou la force de flottabilité est égale au poids du volume déplacé par l’objet. Connu sous le nom de déplacement, il agit dans une direction opposée au poids de l’objet. Par conséquent, la force résultante agissant sur le corps est égale à zéro. C’est ce qu’on appelle le principe d’Archimède.

Sur la base de ce principe de flottaison, tous les navires connus, quels que soient leur taille, leur type, leur objectif, leur complexité, leur fonctionnement, etc., peuvent être classés en trois grandes catégories en fonction du type de coques utilisées.

Coque à déplacement : C’est le type de coque le plus simple, le plus ancien et le plus basique. La plupart des navires ont des coques à déplacement, y compris les canoës, les gros pétroliers, les bateaux de pêche, les paquebots, les remorqueurs ou les navires de soutien offshore. La résistance et le frottement définissent la vitesse, en fonction de la surface mouillée de la coque partiellement immergée et de la résistance des vagues.

Ces navires ont une relation poids-flottabilité linéaire; plus le navire est lourd et gros, plus la résistance et la puissance nécessaires pour augmenter les vitesses sont importantes. Ainsi, un grand navire comme un pétrolier ou un vraquier a une capacité de propulsion proportionnelle à la taille et au déplacement de la coque. Les coques à déplacement peuvent être de configuration monocoque ou multicoque. Ils ont des formes de coque relativement plus pleines et sont plus acceptables pour les croisières, les porte-conteneurs, les navires de chasse, etc.

Carène planante : Ce sont des navires rapides partiellement soutenus par la force de flottabilité. Le reste de la coque reste au-dessus de la surface de l’eau en raison de la portance hydrodynamique générée. À mesure que leur vitesse augmente, la pression dynamique augmente avec l’augmentation du tirant d’eau arrière, ce qui favorise l’immersion de l’hélice, créant une portance vers l’avant. Ils ont des formes de coque typiques.

Coque semi-déplacement : À mi-chemin entre les deux ci-dessus, les coques à semi-déplacement génèrent une portance dynamique dans une certaine mesure. Leurs formes de coque sont similaires aux types de déplacement, et la majeure partie du poids est supportée par la flottabilité.

coque de navire

Configuration des coques

Alors que nous avons discuté des principaux types de coques, examinons maintenant les configurations de base des coques disponibles.

Monocoque : La plupart des navires comme les barges ou les grands transporteurs ont une seule coque de type déplacement, semi-déplacement ou planification.

Multicoques : Un navire à deux coques ou plus est multicoque. Lorsqu’il y a deux coques, on parle de catamaran, alors que les trimarans ont trois coques. Les deux coques supportent la superstructure et le pont du pont des catamarans. Les trimarans ont une coque centrale et une coque secondaire de chaque côté.

Les navires multicoques sont stables car le poids est réparti entre les coques. Plus la distance entre les coques est grande, plus un navire est stable. Un autre facteur critique est le dégagement sous le pont entre les deux coques. De grandes traverses, poutres et ponts rejoignent latéralement toutes les coques, ou une immense superstructure, si elle est présente.

ANDAIN: SWATH signifie Small Waterplane Area Twin Hull. C’est une forme de double coque unique et moderne mais assez différente des configurations de catamaran traditionnelles. Pour la configuration SWATH, les coques se caractérisent par deux structures identiques de part et d’autre et un remarquable dégagement sous coque visible au-dessus de la surface de l’eau. En voyant le navire, on peut facilement se poser la question, étant donné une coque presque creuse, d’où provient la flottabilité requise ? La réponse se trouve ironiquement ci-dessous !

Les saillies élancées de chaque côté s’étendent sous la surface de l’eau jusqu’à de grandes sections transversales tubulaires larges qui représentent le déplacement requis nécessaire pour maintenir le navire à flot. Cette conception typique offre un double avantage : réduction du mouvement des vagues, de la traînée et des effets de résistance à la surface grâce à une section transversale étroite de la coque entrecoupée d’un dégagement suffisant ; et une stabilité plus efficace.

Étant donné que la partie la plus volumineuse de la coque ou des pontons structurels se trouve bien en dessous de la ligne de flottaison, ils sont entièrement exempts d’effets de surface comme les vagues. SWATH est utilisé dans les yachts de plaisance, les ferries, les navires de recherche océanographique, les navires de soutien, les petits navires militaires comme les patrouilleurs des garde-côtes, etc. et machines. En raison de leur conception typique, ils sont strictement de type déplacement.

Configuration Catamarans
Figure 1 : Configuration du catamaran
Configuration du trimaran
Figure 2 : Configuration du trimaran
ANDAIN
Figure 3 : PASSE

Formes de coque courantes

Les coques de navires sont principalement dérivées des coques de bateaux traditionnelles. Cependant, la plupart des coques des grands navires à passagers et à cargaison sont de simples monocoques pour des raisons de rentabilité et pour éviter la complexité de la conception. Mais en fonction de la vitesse et d’autres exigences en termes de fret, d’utilités, de taille, etc., ils sont modifiés en termes de finesse ou de coefficients de carène différents. Les conceptions de navires modernes ont une combinaison complexe des coques suivantes à des degrés divers, optimisant les exigences de voyage, le but du navire, la fonction, la taille, le type, etc.

Examinons maintenant quelques types classiques de formes primaires de coque :

Coques à fond rond ou Coques de cale sont les formes les plus courantes de coques présentes depuis les premiers jours. Tout, d’un bateau de pêcheur primitif ou d’un canoë à un chalutier de pêche typique, a tendance à avoir des coques à fond rond. Ces coques sont vues presque partout et comportent une configuration parfaitement symétrique avec des courbures arrondies qui se mélangent à la région de base. Ce sont généralement des types de déplacement et destinés à des vitesses lentes à modérées. Cependant, du fait de leur forme, ils rencontrent des forces de trainée moindres et peuvent offrir des cadences plus élevées dans de meilleures conditions de navigation.

Les coques rondes aident à traverser de manière transparente toutes sortes de plans d’eau sans trop d’obstacles. Ils sont efficaces contre les résistances aux vagues, grâce à leur surface de coque immergée accrue. Cependant, du fait de leur forme, ils peuvent poser des problèmes de stabilité compte tenu d’une profondeur ou d’un tirant d’eau important. Souvent, ils ont tendance à rouler dans des conditions défavorables. Ce n’est pas un problème pour les petits bateaux ou navires, mais les paramètres de conception sont soigneusement optimisés pour les grands navires océaniques.

Les coques à fond rond sont moins sujettes à l’échouement. De plus, ils offrent un volume incroyable sous le pont pour le rangement du fret, l’hébergement et d’autres commodités. Ces coques sont également connues sous le nom de coques à bouchain en raison de leur courbure douce aux coins ou dans la région du bouchain.

Coque arrondie
Figure 4 : Coque arrondie

Coques à fond plat : L’un des types de courbures de coque les plus anciens et les plus simples, les coques à fond plat ont une base plate, dépourvue de tout angle, courbure, élévation, etc. Une barge ou un petit bateau de pêche est l’exemple le plus classique d’une coque à fond plat. Ils conviennent aux lacs, étangs et rivières, aux eaux calmes et aux courants d’air peu profonds. Dans des conditions de vagues ou de clapot, ils imposent non seulement une traînée élevée, mais causent également des problèmes tels que le martèlement du fond et le claquement. Un autre problème important avec ces navires est le risque d’échouement. Ils sont parfaitement de type déplacement et sont lents. Cependant, certaines embarcations fluviales à grande vitesse sont à fond plat.

Fond plat
Figure 5 : fond plat

Coques à fond en V sont les opposés d’une coque plate ou ronde. Ils n’ont pratiquement pas de fond car les deux côtés symétriques de la coque se croisent au point le plus bas à des angles obliques prononcés, faisant ressembler sa section transversale à un simple V. Ils conviennent aux navires à grande vitesse comme les bateaux de planification. Ils sont idéaux pour les conditions difficiles avec une grande efficacité de rupture de vagues sans le moindre effet sur leurs vitesses élevées. En raison de leur forme, ils ont des capacités de portance hydrodynamique accrues et sont très adaptés aux navires de planification. Ils ont des exigences propulsives élevées et sont donc équipés de moteurs de grande puissance. Bien sûr, ils ont moins de volume de coque sous le pont en raison de leur forme et de leur forme. Bien qu’hydrodynamiquement très performants, ils peuvent aussi poser des problèmes de stabilité et sont risqués lors des virages à grande vitesse.

Coque en forme de V
Figure 6 : Coque en forme de V

Coques chinoises : La plupart des conceptions de navires modernes dérivent de formes à échine. Bien que légèrement complexes, ces coques ont un ou plusieurs angles solides dans la région inférieure inférieure de la coque. Les Chines peuvent être douces ou dures. Un bouchain dur a plus de courbes et des changements de courbure rapides et rapides. Un bouchain mou est composé d’angles inférieurs ou d’une combinaison de pointes plus petites pour donner une forme plus lisse.

Une coque à fond rond peut être considérée comme un bouchain parfaitement mou avec un nombre infime de petits angles. De même, une coque à fond plat est un bouchain dur avec un angle nul !

Chine dure
Figure 7 : Échine dure
Chine douce
Figure 8 : Chine molle

Coques en forme de S sont similaires aux coques arrondies mais avec une différence significative. Comme illustré, les courbures latérales se rejoignent pour former un sommet aigu et pointu. Chaque côté de la coque ressemble à un S tordu ou à une forme spline. Ces coques étaient répandues pendant les temps anciens.

Coques en forme de S
Figure 9 : Coques en forme de S

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