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Architecture Navale et Analyse des Systèmes de Transport JST 2012 Hydrodynamique et architecture navale Matthieu Vandescuren, André Hage.

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1 Architecture Navale et Analyse des Systèmes de Transport JST 2012 Hydrodynamique et architecture navale Matthieu Vandescuren, André Hage

2 Modes de Transport Chaque mode de transport de marchandises répond à des besoins spécifiques et dépendent donc de la situation géographique Chaque mode possède ses propres avantages et peut être comparé aux autres Il est intéressant détudier le transport fluvial en tant qualternative

3 Transport par voie deau Transférer le transport du fret de la route vers la voie deau est l'une des stratégies européennes pour réduire les impacts négatifs de l'augmentation du volume de transport. Le Rhin et d'autres grands fleuves comme le Danube forment un réseau de canaux d'eaux profondes bien équipé qui peut être considéré comme l'épine dorsale du système européen de navigation intérieure. Quelques chiffres: France: km ; Allemagne: km ; Hollande: km ; Belgique: km ; Autriche: 351 km ; Luxembourg: 37 km

4 Voies navigables européennes

5 Les avantages : Transport de grosses quantités sur de longues distances Consommation de carburant en baisse par tonne transportée Avantages environnementaux certains Sécurité Zone de stockage durant le transport Les inconvénients : Livraison lente dans certains cas Livraison de porte à porte impossible Voies Navigables Transport de marchandises sur les voies navigables : Convoi de barges

6 Le rôle de larchitecte naval L'architecte naval conçoit des bateaux et/ou prend en charge leur fabrication jusqu'à la mise à l'eau. L'architecte naval prend en compte différents critères et contraintes: réglementation en vigueur, capacité de transport, résistance structurel, calculs de stabilité, degré de pollution, facilité de manœuvre et tenue à la mer mais aussi les contraintes opérationnelles et environnementales (navigation intérieure, dimension des canaux, résistance de rencontre, propulsion …).

7 Particularités de la navigation intérieure Un bateau naviguant sur des voies deau intérieures doit saccomoder de certaines limites : les faibles profondeurs létroitesse des voies ces deux éléments réunis Tout deux ont un impact marqué sur les performances techniques et donc, sur le bilan économique La propulsion et la manoeuvrabilité jouent ainsi un rôle important

8 Propulsion et manoeuvrabilité En général, le rendement de l'hélice augmente avec le diamètre Lhélice doit être bien immergée au risque de perdre de la poussée Contradiction avec les faibles profondeurs des voies navigables intérieures. (Solution exemple : Tunnel simplifié pour diminuer le coût de production)

9 Le gouvernail est le dispositif directionnel le plus courant et le plus simple. Propulsion et manoeuvrabilité Appendices et alternatives pour améliorer les performances: Gouvernail en queues de poisson « fish-tails », Gouvernail à flap «flap-rudders» double ou triple gouvernail « twin or triple rudders arrangements », Gouvernail détrave «bow rudders».

10 Dimensions et manœuvrabilité Risque de collisions dû aux effets de succion de lhélice et de mouvement des bateaux Dimensionnement du projet en fonction des contraintes de terrain et des exigences standards (capacité à garder le cap, tourner, sarrêter, faire marche arrière) Effet de drift pour les virages

11 R&D en navigation intérieure Optimisation des formes de coque selon leur utilisation Développement de peintures spéciales pour augmenter le délai entre les carénages et diminuer la résistance à lavancement Utilisation du bulbe d'étrave pour diminuer la résistance à lavancement Développement de la lubrification par air ou via cavité Nouvelle génération de convoi

12 R&D en navigation intérieure Optimisation des formes de coque selon leur utilisation Utilisation du CFD Test en bassin des carènes

13 R&D en navigation intérieure Air cavity ships Réduction de la résistance de frottement en emprisonnant de lair dans une cavité de la coque Le gain doit rester positif malgré lutilisation de la pompe qui comble les pertes dair

14 Les challenges Phénomène peut être instable : la taille de la cavité fluctue et de lair séchappe Un design de cavité non adapté peut augmenter la résistance Phénomène 3D La longeur donde de la vague dans la cavité dépend fortement de la vitesse Avantages en navigation intérieure Réduction de la force de frottement Effets damortissement et pilonnement réduit Fond de la coque plat bien adapté à la présence dune cavité

15 R&D en navigation intérieure Combinaison bulbe détrave et cavité

16 R&D Project Matériaux composites, sandwich,… High Precision Roll- Formed Sheet Metals pour procédé spécifique de formage Recherches sur : de nouveaux types de matériaux des procédés dassemblage/façonnage/formage de nouvelles stratégies de design des bateaux Plateforme légère à pont modulable Images tirées du projet européen INBAT

17 Bassin des carènes - ULG

18

19 Campagnes dessais au bassin

20

21 EMship – Master in Naval Architecture Erasmus Mundus


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