Contraintes de coque : flexion, déversement, torsion, charges locales et fatigue
1La leçon en mots simples
La coque fléchit dans sa longueur, se déforme transversalement et se tord par mer de trois quarts. Repérez où agit chaque effort et où les fissures risquent d'apparaître.
Flexion longitudinale
Le poids et la poussée d'Archimède ne se répartissent jamais de façon identique le long du navire : la poutre-navire fléchit. En arc, le milieu monte et les extrémités s'abaissent : le pont est étiré et le fond comprimé. Le contre-arc produit l'inverse. Les vagues accentuent ces efforts. Les valeurs, le manuel et l'instrument de chargement sont étudiés dans Stabilité : tableaux de contraintes et perte partielle de flottabilité.
Déversement
Quand le navire roule, la masse de la structure et de la cargaison pousse chaque section transversale de côté, tendant à transformer le rectangle en parallélogramme. C'est le déversement transversal. Les cloisons transversales, couples renforcés et goussets reliant membrures et barrots y résistent. Il est maximal par fort roulis et sur les navires ayant peu de cloisons transversales, comme les transporteurs de voitures.
Torsion
Par mer oblique, l'étrave et la poupe rencontrent les vagues différemment, et la coque se tord : c'est la torsion. Les navires à très larges écoutilles, surtout les porte-conteneurs, y résistent mal car leur pont est largement ouvert. Des caissons de torsion longent donc les bords du pont. Les angles d'écoutille sont arrondis et épaissis, car les fissures y prennent naissance.
Charges locales
Certaines charges agissent sur une petite surface : cargaison lourde sur le plafond de double fond, pression d'eau dans une citerne pleine, bennes et bulldozers en cale, glace et vibrations des machines. Le manuel de chargement donne les limites, notamment en tonnes par mètre carré sur le plafond et en cargaison maximale par cale. Respectez-les. Maintenez les citernes pleines ou vides lorsque le manuel l'exige : le ballottement du liquide dans une citerne partiellement remplie peut l'endommager.
Fatigue
Chaque vague sollicite un peu l'acier. Après des millions de cycles, de petites fissures grandissent aux concentrations de contraintes, zones où les contraintes locales sont plus élevées : angles d'écoutille, extrémités de goussets, découpes et mauvaises soudures. C'est la fatigue. Les fissures peuvent rester cachées ou croître rapidement. Inspectez les zones sensibles connues et signalez vite chaque fissure ; une inspection ne garantit pas sa détection précoce.
2Points clés
- 1
L'arc étire le pont ; le contre-arc le comprime. Les vagues s'ajoutent à la flexion en eau calme.
- 2
Le déversement déforme la section transversale au roulis ; cloisons et goussets y résistent.
- 3
Les navires à larges écoutilles résistent mal à la torsion ; les angles d'écoutille sont propices aux fissures.
- 4
Respectez les limites du plafond de double fond et des cales ; cherchez les fissures de fatigue aux concentrations de contraintes.
3Erreurs fréquentes
Erreur: Si le poids total respecte la limite de la cale, le plafond de double fond ne peut pas être surchargé.
Correct: Une charge concentrée peut dépasser la limite du plafond même si le poids total en cale est acceptable. Vérifiez la charge au mètre carré.
Erreur: Les fines fissures des goussets sont de simples défauts d'aspect.
Correct: Les fissures de fatigue grandissent à chaque cycle de vagues. Consignez-les, marquez-les et signalez-les pour que la société de classification décide de la réparation.
4Cas pratique et clés d'examen
Un porte-conteneurs reçoit une longue houle de trois quarts arrière et roule tout en tanguant. À l'inspection suivante, le maître d'équipage signale une fissure partant d'un angle d'écoutille du pont supérieur. Pourquoi là, et que faites-vous ?
Voir la réponse
La mer de trois quarts tord la coque. Les contraintes se concentrent aux angles d'écoutille, où peuvent naître des fissures de fatigue. Signalez immédiatement la fissure au capitaine : écoutille, bord, numéro de couple, longueur et photos. Marquez ses extrémités. Le capitaine doit obtenir l'évaluation de la compagnie et de la société de classification, puis respecter les restrictions d'exploitation éventuelles. Surveillez selon leurs consignes ; la seule surveillance ne suffit pas à établir que la poursuite du service est sûre.
Clés d'examen
- Arc et contre-arc : parties de la coque en traction ou en compression.
- Déversement et torsion : causes et éléments qui y résistent.
- Charges locales : limites du plafond, ballottement des citernes partiellement remplies, bennes.
- Les fissures de fatigue naissent aux concentrations de contraintes.
Terminer cette unité
Une fois la lecture terminée, répondez à trois questions. Il faut trois bonnes réponses pour terminer l’unité ; ouvrir la page ne suffit pas.
Mes notes pour cette unité
Aucune note