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Centre de gravité et hauteur métacentrique (GM)

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Stabilité≈ 4 min de lecture

Chargement et déchargement : moments par rapport à la quille

1La leçon en mots simples

En une phrase

Notez chaque poids et sa hauteur au-dessus de la quille. Additionnez poids et moments, puis divisez : vous obtenez KG pour chaque état de chargement.

La méthode

Chaque poids w a son centre à une hauteur Kg au-dessus de la quille. Son moment vertical vaut w × Kg, en t·m. Additionnez les poids pour obtenir Δ et les moments pour leur total : KG = Σ(w × Kg) ÷ Σw. Partez du navire lège du livret, puis ajoutez cargaison, combustible, eau, approvisionnements, ballast et constante.

Charger et décharger

Pour charger, ajoutez une ligne avec le nouveau poids et son moment. Pour décharger, inscrivez poids et moment en valeurs négatives. Les totaux donnent les nouveaux Δ et KG. G se rapproche d'un poids embarqué et s'éloigne d'un poids débarqué.

Puis les tables hydrostatiques

Le nouveau Δ donne un nouveau tirant d'eau, donc un nouveau KM dans la table. GM = nouveau KM − nouveau KG. Ne supposez pas KM constant : il peut varier de plusieurs centimètres entre deux tirants d'eau.

Carènes liquides

Ajoutez leur effet à la fin. De nombreux formulaires ajoutent ΣFSM au moment total, puis divisent par Δ : KG corrigé = (Σ moments + ΣFSM) ÷ Δ. Cela équivaut à KG + ΣFSM ÷ Δ. Utilisez le FSM de chaque citerne partiellement remplie dans cet état.

Vérifier votre calcul

Un plan de capacité donne le centre du volume plein, pas forcément celui de votre cargaison. Utilisez son arrimage réel et, pour les liquides, les tables des citernes au remplissage réel. Une cale partiellement chargée n'est pas forcément remplie uniformément depuis le fond. Comparez au calculateur de chargement et à un voyage antérieur similaire.

2Pas à pas

Exemple : tableau de chargement

  1. 1

    Navire lège : 4 500 t × 8,13 m = 36 585 t·m. Combustible, eau et approvisionnements : 950 t × 3,10 m = 2 945 t·m.

    État lège issu de l'expérience de stabilité du livret.

  2. 2

    Cales basses : 6 600 t × 6,52 m = 43 032 t·m ; entreponts : 2 500 t × 10,40 m = 26 000 t·m ; pont : 450 t × 15,40 m = 6 930 t·m.

    Chaque cargaison à son propre centre.

  3. 3

    Totaux : 15 000 t et 115 492 t·m. KG = 115 492 ÷ 15 000 = 7,70 m.

    Moments divisés par les poids.

  4. 4

    Embarquez 500 t en pontée à Kg 11,00 m : 15 500 t et 120 992 t·m, KG = 7,806 m.

    G monte vers le nouveau poids.

  5. 5

    À Δ 15 500 t, les données hydrostatiques fournies donnent un tirant d'eau de 8,20 m et KM 8,38 m. GM non corrigé = 8,38 − 7,806 = 0,574 m.

    Relisez KM au nouveau tirant d'eau.

  6. 6

    FSC = 2 231 ÷ 15 500 = 0,144 m. GM corrigé = 0,574 − 0,144 = 0,43 m.

    Contre 0,55 m avant : la pontée coûte en stabilité.

3Données clés

Moment vertical
w × Kg (t·m)
KG
Σ(w × Kg) ÷ Σw
Déchargement
Poids négatif et moment négatif
KG corrigé
(Σ moments + ΣFSM) ÷ Δ

4Points clés

  1. 1

    KG = Σ(w × Kg) ÷ Σw, en partant du navire lège.

  2. 2

    Inscrivez les poids débarqués et leurs moments en négatif.

  3. 3

    Lisez KM au nouveau tirant d'eau, puis intégrez les carènes liquides.

  4. 4

    Utilisez les centres réels des cargaisons et ceux des citernes au remplissage mesuré.

5Erreurs fréquentes

  • Erreur: Au déchargement, soustraire le poids de Δ mais garder le moment total.

    Correct: Soustrayez aussi son moment, w × Kg, sinon KG sera faux.

  • Erreur: Le centre du plan de capacité convient à toute quantité en cale.

    Correct: Le centre du volume plein peut différer de celui de la cargaison. Calculez selon l'arrimage réel.

6Cas pratique et clés d'examen

Situation

À partir de 15 000 t et 115 492 t·m, vous débarquez 300 t à Kg 6,30 m. Un collègue affirme qu'un navire allégé a forcément davantage de GM. Êtes-vous d'accord ?

Voir la réponse

Nouveau Δ = 14 700 t. Nouveau moment = 115 492 − 300 × 6,30 = 113 602 t·m. KG = 113 602 ÷ 14 700 = 7,728 m. KG monte car la cargaison retirée était sous G. Un déplacement moindre ne prouve pas un GM supérieur. Lisez KM au nouveau tirant d'eau, recalculez FSC et comparez le GM corrigé à la limite selon la base du livret.

Clés d'examen

  • KG = Σ(w × Kg) ÷ Σw ; inscrivez les débarquements en négatif.
  • Nouveau tirant d'eau → nouveau KM hydrostatique → GM = KM − KG.
  • KG corrigé = (Σ moments + ΣFSM) ÷ Δ.

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