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Centre de gravité et hauteur métacentrique (GM)

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L'expérience de stabilité : déterminer le KG lège

1La leçon en mots simples

En une phrase

Déplacez transversalement des poids connus, mesurez la gîte et calculez GM. Vous en déduisez le KG lège, point de départ de tout calcul de chargement.

Pourquoi

Les navires à passagers et les navires de charge d’au moins 24 m subissent normalement une expérience de stabilité à l’achèvement ; l’Administration, autorité de l’État du pavillon, peut autoriser des exemptions. Après corrections, l’expérience donne déplacement et KG lèges. Les navires à passagers exigent une vérification du poids lège, contrôle du poids et des centres lèges, au moins tous les cinq ans. Renouvelez l’expérience si le déplacement lège varie de plus de 2 % ou son centre de gravité longitudinal (LCG) de plus de 1 % de la longueur L définie applicable. Des transformations importantes exigent des données de stabilité actualisées et, si nécessaire, une nouvelle expérience.

Le principe

Déplacer un poids connu w transversalement sur d donne GM mesuré = w × d ÷ (Δ × tan θ). C'est le GM corrigé si des citernes sont partielles. Ajoutez FSC = ΣFSM ÷ Δ pour obtenir le GM non corrigé, puis KG = KM − GM non corrigé. Lisez KM dans les tables hydrostatiques au tirant d’eau d’essai et à l’assiette réelle. Sans carènes liquides, GM mesuré et non corrigé sont égaux.

Mesurer la gîte

Des pendules, au moins deux, trois de préférence, sont suspendus à l'abri : tan θ = déviation ÷ longueur du pendule. Chacun doit dévier d'au moins 15 cm de chaque côté, nécessitant généralement au moins 3 m de fil. Les poids doivent faire gîter le navire de 1° à 4° de chaque bord. L'Administration peut approuver d'autres instruments de mesure.

Conditions

Le navire doit être presque achevé, en eau calme, dégagé du fond et du quai, amarres molles, chacun à sa position consignée. Gardez les citernes vides ou pleines à déborder, donc entièrement remplies ; quantifiez les carènes liquides restantes. Relevez les tirants d’eau des deux bords et mesurez la masse volumique de l’eau du bassin pour établir Δ ; utilisez les tables hydrostatiques à l’assiette réelle. L’essai standard comporte huit mouvements de poids. Reportez les lectures sur un graphique pour vérifier leur cohérence ; recherchez la cause des écarts à une droite.

De l’essai au navire lège

L’état du navire lège inclut ballast fixe, fluides de fonctionnement des machines et agents fixes de lutte contre l’incendie. Il exclut cargaison, liquides consommables, eau de ballast, approvisionnements, personnes et effets personnels. L’état d’essai comprend poids d’essai, personnes et éléments étrangers à l’état lège ; certains équipements restent à installer. La vérification du poids lège les recense. Trouvez d’abord le KG d’essai non corrigé. Retirez les éléments supplémentaires ou ajoutez ceux manquants par moments pour obtenir poids et KG lèges du livret.

2Pas à pas

Exemple : résultat de l'expérience de stabilité

  1. 1

    Le déplacement d'essai de 4 520 t comprend 20 t de poids d'essai à Kg 12,0 m. Déplacez-les de 15 m transversalement. Aucune carène liquide ; seuls les poids d'essai diffèrent de l'état lège.

    w × d = 300 t·m.

  2. 2

    Un pendule de 5,0 m dévie de 0,255 m : tan θ = 0,255 ÷ 5,0 = 0,051 (θ ≈ 2,9°).

    Entre 1 et 4°, avec plus de 15 cm de déviation.

  3. 3

    GM mesuré = 20 × 15 ÷ (4 520 × 0,051) = 1,30 m. FSC = 0, donc GM non corrigé = 1,30 m.

    GM mesuré et non corrigé sont égaux dans cet état d'essai.

  4. 4

    KM au tirant d'eau d'essai vaut 9,45 m : KG d'essai non corrigé = 9,45 − 1,30 = 8,15 m.

    Utilisez le GM non corrigé pour trouver le KG réel de l'état d'essai.

  5. 5

    Retirez les poids d'essai à Kg 12,0 m : KG = (4 520 × 8,15 − 20 × 12,0) ÷ 4 500 = 8,13 m.

    Navire lège : 4 500 t, KG 8,13 m, première ligne de tout tableau de chargement.

3Données clés

GM mesuré
w × d ÷ (Δ × tan θ)
Pendule
tan θ = déviation ÷ longueur ; ≥ 15 cm de chaque côté
Gîte pendant l'essai
1° à 4° de chaque bord
Expérience à l'achèvement : normalement, avec exemptions
Navires à passagers ; navires de charge de 24 m et plus
Navires à passagers
Vérification ≤ 5 ans ; nouvel essai si variation Δ > 2 % ou LCG > 1 % de L

4Points clés

  1. 1

    GM mesuré = w × d ÷ (Δ × tan θ). Ajoutez FSC pour le GM non corrigé ; KG = KM − GM non corrigé.

  2. 2

    Au moins deux pendules, déviation d'au moins 15 cm, 1–4° de chaque bord.

  3. 3

    Citernes vides ou pleines à déborder, eau calme, amarres molles, personne en mouvement.

  4. 4

    Ramenez à l'état lège par moments pour les éléments présents en trop ou manquants.

5Erreurs fréquentes

  • Erreur: Le KG d'essai est le KG lège.

    Correct: L'état d'essai comprend des poids et éléments étrangers à l'état lège. Retirez-les par moments.

  • Erreur: Une très faible gîte, un demi-degré, est plus précise.

    Correct: Les petits angles donnent de faibles déviations, sensibles aux erreurs. Visez 1–4° de chaque bord.

6Cas pratique et clés d'examen

Situation

Pendant une expérience de stabilité, une citerne de combustible s'avère remplie au tiers au lieu d'être vide. Un marin traverse le pont pendant une lecture.

Voir la réponse

Arrêtez les lectures et ramenez chacun à sa position consignée. Demandez au responsable de l’essai de confirmer la fiabilité du poids, du centre et de la correction de carènes liquides de la citerne sur toute la plage de gîte de l’essai. Si ces données sont acceptées, ajoutez FSC au GM mesuré avant de calculer le KG d’essai, puis ramenez à l’état lège par moments ; répétez le mouvement perturbé. Sinon, videz ou remplissez complètement la citerne, rétablissez déplacement et centres, puis recommencez la série de mesures.

Clés d'examen

  • Expérience : GM mesuré = w × d ÷ (Δ × tan θ) ; KG non corrigé = KM − GM mesuré − FSC. Pendule : tan θ = déviation ÷ longueur.
  • Recueil IS, partie B, chap. 8 : expérience normalement à l’achèvement pour les navires à passagers et les navires de charge de 24 m et plus ; exemptions autorisées par l’Administration.
  • Navires à passagers : vérification du poids lège au moins tous les 5 ans ; nouvelle expérience si Δ lège varie de > 2 % ou LCG de > 1 % de L. Pour les navires SOLAS, L est la longueur de compartimentage (SOLAS II-1/2.1) ; sinon, utilisez la longueur de l’introduction du Recueil IS, §2.12.

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.

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