Un stage à Port Revel, le Centre d'entraînement à la manœuvre des navires
Françoise Massard
Les lois de similitude

Le premier jour de stage, avant de partir découvrir le Lac (comme on vient de le voir), la conférence matinale est bien sûr consacrée aux rappels de la loi de Froude (du nom de l'ingénieur britannique William Froude — 1810-1879 — qui, le premier, eut l'idée de créer des bassins de carènes), et son application aux modèles réduits et aux manoeuvres.


Similitude des modèles réduits

La loi de Froude, associée aux autres lois physiques qui régissent les grandeurs mises en oeuvre lors des mouvements d'un navire, sont détaillées en annexe (doc. Port Revel). Elles peuvent être résumées ainsi.

• Similitude de forme : toutes les dimensions du navire réel et du modèle réduit sont dans le même rapport — le facteur d'échelle — égal à 1/25 pour les modèles de Port Revel. Le modèle réduit a donc rigoureusement la même forme que le navire qu'il représente. Les angles et le coefficient de bloc (*) sont conservés. Bien sûr, les surfaces et les volumes sont évidemment dans des rapports proportionnels respectivement au carré et au cube du facteur d'échelle.
(*) Le coefficient de bloc est le rapport entre le volume immergé du navire et le volume (théorique) du parallélépipède rectangle qui enveloppe la partie immergée du navire (produit de la longueur par la largeur de flottaison et par la profondeur de carène). C'est en quelque sorte un "coefficient de remplissage".

• Similitude de masse et de déplacement : ces grandeurs suivent la même loi que les volumes (l'eau du lac et l'eau de mer ayant des densités voisines). Idem pour les forces.

• Similitude de temps : la loi de Froude stipulant que l'échelle de temps est la racine carrée de l'échelle des longueurs, tout arrive cinq fois plus vite ! Les stagiaires doivent donc réagir cinq fois plus vite à la barre de leurs modèles réduits qu'à la passerelle des navires réels. Attention aux premiers "travaux pratiques" sur le Lac... il faut encore plus anticiper. En revanche, les accélérations sont identiques. Enfin, la variation de la vitesse angulaire est, elle, cinq fois plus rapide.

(doc. Port Revel)

• Similitude de puissance : on démontre (cf. annexe) que le coefficient est 1/78 125. Si l'on prend l'exemple de l'EUROPE, de 255 000 t de port en lourd, sa puissance de propulsion est de 29 550 kW. Son modèle réduit, de 19 tpl, ne nécessite qu'un moteur de 0,30 kW, ce qui revient, si l'on veut prendre une image "d'à terre", à faire fonctionner un poids lourd de 20 t avec un moteur de mobylette !

Quant au vent, c'est évidemment le seul paramètre qui ne peut être modélisé... mais le choix du lac a été fait de façon à en minimiser les effets incontrôlables (région peu ventée, lac enserré au coeur d'une forêt "protectrice"). Cependant, il faut quand même garder à l'esprit qu'un vent de 10 nds sur le lac correspond à un "fort coup de vent" de 50 nds !

En conclusion, les modèles réduits de Port Revel sont 25 fois plus petits que les navires réels, avec des vitesses 5 fois plus faibles, mais comme les distances sont 25 fois plus petites, le temps est 5 fois plus rapide. Mais l'avantage, c'est que 35 h de manoeuvres à Port Revel équivalent à 175 h de manoeuvres dans la réalité !

Similitude des manœuvres

Les manœuvres sur les modèles réduits sont les mêmes que dans la réalité, les ordres du commandant au barreur "tombent" simplement cinq fois plus vite !

Cliquer sur le schéma ci-contre pour l'agrandir (doc. Port Revel)
Le commandant est installé au poste arrière surélevé, avec un angle de vue de 360°. Il a exactement le même champ de vision qu'à la passerelle du navire réel. Il donne ses ordres au timonier qui, installé devant lui et en contrebas, actionne barre et machine. Les stagiaires assurent alternativement les deux fonctions.

Le commandant dispose de la commande des propulseurs transversaux (assimilés à une assistance de remorqueurs).

Les tableaux de bord, bien que simples dans leur aspect, donnent les indications habituelles : roue avec indicateur d'angle de barre, transmetteur d'ordres à la machine avec indicateur du nombre de tours d'hélices, cap du navire, loch électronique, vitesse et direction du vent, commande à distance des guindeaux et des ancres. Il faut noter que les indications sont données retranscrites en valeurs correspondant au navire réel et non au modèle réduit, afin de "faire oublier" que les manœuvres se font sur de grosses maquettes.


Premiers travaux pratiques...
Premiers travaux pratiques et... pas le droit à l'erreur car chaque navire est suivi à la trace par le DGPS(1) centimétrique de Port Revel ! Cette installation (mise en place en 2000 et reliée aux systèmes satellitaires américain et russe) a une précision de 25 cm dans la réalité (soit 1 cm sur le lac). La position des navires, ainsi que leurs principaux paramètres (angle de barre, tours par minute, vitesse du navire, direction et vitesse du vent, etc.) sont enregistrés en permanence, envoyés en continu à un ordinateur central au port et traités. Dur, dur, le soir au debriefing... les cartes trajectographiques ne passent rien ! Outil pédagogique très intéressant.
(1) DGPS : Differential Global Positioning System.
L'ancienne tour de tracking des navires(1) (à gauche), remplacée par le DGPS :
ici, lors du passage du Cap Horn... toute mauvaise manœuvre sera enregistrée !
Premier parcours sur le lac
pour la prise en mains des navires
Parcours pédagogique

(1) Avant que le DGPS soit généralisé sur toute la flotte, un théodolite IR installé en haut de la tour (à 17 m au-dessus du plan d'eau) suivait les navires et transmettait à l'ordinateur central leurs positions angulaires (en xy/yz), ce qui permettait de reconstituer leurs trajectoires.

Cette navigation embarquée sur modèles réduits va permettre, pendant ces cinq jours de stage, de "sentir" et d'anticiper au maximum les réactions des navires en présence de vagues, de courants, de vent, en tenant compte des obstacles et d'éventuelles avaries de barre ou de machines. C'est l'occasion d'expérimenter des «manœuvres extrêmes» qu'aucun commandant ou pilote n'oserait faire dans la réalité... manœuvres qui peuvent s'avérer pourtant essentielles en cas de situation réelle d'urgence.

Après la prise en main des navires, la première journée est consacrée à l'étude de la giration des navires en eaux profondes et peu profondes, avec la prise en compte du rôle du "pivot point" (point de giration) dans l'évolution du navire. Un premier exercice de giration en eaux profondes (équivalent de 80 m dans la réalité) est suivi d'un exercice en eaux profondes de seulement 23 m et avec pas plus de 2 m sous quille, et ce avec le même angle de barre et la même vitesse machine : on constate (cf. trajectographie ci-dessous) que le rayon de giration est deux fois plus grand dans le second cas que dans le premier. En effet, le navire effectue sa giration en "dérapant" sur l'eau, laquelle passe en partie sous la quille. Mais si le clair sous quille est réduit, l'eau a du mal à s'écouler : la vitesse de giration diminue et le rayon de giration augmente.

De très nombreuses manœuvres d'accostage et d'appareillage, avec et sans courant, sont également à l'ordre du jour.

Giration en fonction du clair sous quille
Manoeuvres d'accostage et d'appareillage

Les remorqueurs sont sortis du port le deuxième jour, un capitaine de remorqueur de Marseille, Michel Vallette, nous a rejoints et les manœuvres avec remorqueurs d'escorte vont pouvoir se succéder toute la journée : accostage et déhalage classiques, mais aussi manœuvres en zigzag avec remorqueur sur l’arrière et avarie de machine ou de gouvernail, manœuvre dans un chenal avec avarie de machine ou de gouvernail, en utilisant le remorqueur pour rester dans le chenal, etc. Ci-dessous, quelques vues de manœuvres parmi celles énumérées précédemment.

Centre de Port Revel 38870 Saint-Pierre de Bressieux (France) – www.portrevel.com
Tél. 33 (0)4 74 20 02 40 – Fax 33 (0)4 74 20 12 29 – port.revel@sogreah.fr

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