Mmento : Ce simple trait se veut une explication succincte, (a fortiori non exhaustive), mais suffisamment prcise des lments dfinissant une carne, afin que toute personne, en vertu de son parcourt, puisse intgrer et comprendre les grandes

lignes de ce concept.

* : Merci de vous rfrer lappendice.

Trait Relatif aux Carnes.

1. Principe dArchimde : Un bref Rappel. Tout corps partiellement ou totalement immerg dans un fluide, reoit une pousse verticale, dirige vers le haut, applique au centre de carne (LCB)* et dune intensit gale au poids du fluide dplac .Une carne est donc constitue par les parties immerges du bateau (uvres-vives) lexclusion des appendices (safran, drive, voile de quille, bulbe etc.) La forme qui sen rapprochera le plus sera dailleurs celle dun Prisme ou dun Block En effet, la gomtrie dune carne ainsi que ses possibles performances peuvent-tre rapidement apprhender par lutilisation de Ratios non-dimensionnels t.q :- Le Coefficient Prismatique (Cp*). (voilier de plaisance).- Le Coefficient de Block (Cb*). (Motor Yacht, Navire de charges etc..). Composantes verticales de la pousse hydrostatique. Leurs sommation 3D quantifie la pousse.Ici, lon fait la sommation de lensemble des x sous parties de la carne recevant une composante verticale de pousse. Le sommation totale aboutie quantifier la dite pousse. Schma 1 : Coupe Transversale et Pousse dArchimde.

Cl*

uvres Mortes

La pression hydrostatique crot linairement avec la profondeur dimmersion.

Dwl*

Carne

2. Hydrostatique / Hydrodynamique :

Dfinitions :

- LHydrostatique satle tudier le comportement de tout objet flottant larrt. ( Flottabilit, Stabilit). Cest la partie la plus cruciale dun projet russie (dun point de vue strictement scuritaire, et cela, en vertu des normes tablies par les socits de classification et les organismes dlivrant les certificats daptitude la navigation). Il sagit de tests permettant de caractriser le couple de redressement du navire 1 de gte etc De l dcoule la fameuse courbe de stabilit du navire dont voici un exemple.

Figure2 : Exemple de Courbe de Stabilit.

Figure3 : Test de stabilit 90 de Gte sur un Class 40.

-LHydrodynamique satle pour sa part caractriser le comportement de tout objet

flottant en mouvement (Manuvrabilit, Rsistance lavancement, Propulsion). Vous rfrer la partie sur les composantes de la Rsistance lavancement dun navire traite plus loin.3. Les Diffrents types de carnes : Caractrisation et Nombre de Froude.

Figure4 : Liste des diffrents types de navires (Non Echaustive) Vous le comprendrez donc, les types de carnes peuvent tre multiples. Cependant, nous pouvons en faire ressortir 3 grands types dont la classification stablie en fonction de 3 critres fondamentaux : Le dplacement, la forme de carne et la vitesse max atteinte (celle-ci tant elle-mme caractrise par le Nombre de Froude ).Trois types de carnes existent:

-Displacement Boat: ( 0,19 < Fn < 0,35 & < Lwl ).-Semi-Displacement Boat: ( 0,4 < Fn < 0,7 & Lwl < < 3 ).

-Planning Craft: ( Fn > 0.8 -2 & > 3 Lwl ).L'utilisation du nombre de Froude (Fn = V /(g.Lwl)^1/2)* permet de caractriser le mode dans lequel opre la carne. est la longueur d'onde caractrisant l'espacement entre chaque crte du champ de vague gnr par la carne.-Lwl pour "Length of Waterline" ( longueur la flottaison)-g constante de gravitation universelle (9.81 m/s).

Figure 5 : Schma explicatif sur les diffrents modes dopration dune carne.

Plus la carne tend avancer rapidement, plus la longueur d'onde du champ de vagues accompagnateur tend crotre. Si une carne a la possibilit de partir au planning, la rsistance de vague Rw chute. A partir de ce moment l, la rsistance l'avancement est essentiellement due la rsistance dite visqueuse comprenant:-la rsistance de friction bidimensionnelle-la rsistance de forme tridimensionnelle.4. Dcomposition des composantes constituant la Resistance lAvancement. Volontairement, je ne rentrerai pas ici dans les dtails ( Je pourrais vous ressortir un poly de 180 pages traitant du sujet, ainsi que les diffrentes mthodes de calcul et formules qui sy ajoutent, mais lintrt ne se trouve pas l..). Je tcherai simplement de vous donner un expos prcis de chacune de ces Resistances, quoi elles sont dues et leur impact sur la propulsion

gnrale dun flotteur. Deux approches admises comme tant les plus fiables pour caractriser la Rsistance Totale Rt dune carne sont les suivantes : - La Mthode de William FROUDE.- La mthode de lITTC (International Towing Tank Conference).Total Hull Resistance Resistance according to W. FroudeSkin Friction assumed to be equal to that on flat plateResiduary Resistance

Viscous Drag (flat plate plus Form) Wave Drag Resistanceaccording tomodernITTC 1978MethodSkin Friction assumed to be equal to that on flat plate

Form Effect Wave DragTotal Hull Resistance

Figure 6 : Breakdown des composantes de Rt (Froudes Method & ITTC).

- La Rsistance Bi - Dimensionnelle de Friction : Elle est proportionnelle au carr de la vitesse davancement du flotteur, sa surface mouille, la densit du fluide rencontre et enfin, fonction dun coefficient de friction.-La Rsistance Tri - Dimensionnelle de Forme : Cest la rsistance due la prsence de discontinuits de forme, la prsence dappendices qui peuvent altrer le bon coulement du fluide en mode laminaire dans sa couche limite. La couche limite se dcolle ainsi, crant des remous, vortex , qui augmentent la rsistance totale.- La Rsistance Tri - Dimensionnelle de Vague : Est la rsistance due lavancement du bateau et aux systme de vagues accompagnateur quil gnre, transfrant ainsi de lnergie la mer, nergie qui est perdue pour la propulsion du navire. Un seul moyen de la faire chuter : passer en mode planning si la gomtrie gnrale de la carne ainsi que la puissance propulsive le permettent.-La Rsistance Rsiduaire : Comprend les Rsistances de Forme et de Vague, mais cel uniquement pour la mthode de Froude. Cette mthode ft en effet la premire mthode donner des rsultats justes, mais Froude fit une erreur, (dcele quelques dcennies plus tard) dans la mthode quil dveloppa pour recalculer les rsultats obtenus en bassin dessai de carnes pour lchelle 1.La Rsistance Visqueuse : Elle comprend les Rsistances de Friction et de Forme. Cest ce jour la mthode la plus rigoureuse pour obtenir la rsistance totale lavancement dun navire lchelle 1 depuis des tests laide de modles rduits en bassin dessai.

NB 1 : La plupart de ces rsistances sont des forces de viscosit. L encore, je ne dtaillerai pas davantage.R = * * C * S * V

NB 2 : La formule gnrale caractrisant toutes forces de traine pour une carne est la suivante : Dans laquelle :- : densit de leau (1000 kg/m^3 pour leau douce ; 1025 kg/m^3 pour leau de mer).- C : coefficient de rsistance tablie pour le biais dexprimentations et classifi en abaques.- S : est la surface mouille de la carne. Celle-ci, ltat davancement et selon les mouvements du navire la mer change perptuellement.- V : est la vitesse davancement du navire leve au carr.

Figure 7 : Importance en % des diffrentes composantes de rsistance lavancement pour un navire de plaisance type Modern Cruiser au prs pour une vitesse de 6,8

Nuds sur le fond.

Figure 8 : Courbes du ratio Rsistance Totale/ Dplacement contre diffrentes vitesses (Nombre de Froude Variant) pour diffrents types de navire.

5. Thorie du Planning : le Vrai, le Faux A larrt, la Pression Hydrostatique quilibre exactement le poids du flotteur (Principe dArchimde vu prcdemment). Cependant, aussitt que le flotteur se met en mouvement, celui-ci met en mouvement les particules deau inscrites dans sa couche limite , et ce, en exerant une force sur chaque particule. Cette force par unit daire est appele : Pression Hydrodynamique. Cette force par unit daire est responsable de la rsistance visqueuse et de la rsistance de vague. Lors de vitesses leves (Fn > 0.7 -0.8), la composante verticale de la Pression Hydrodynamique peut devenir considrablement suprieure la pousse dArchimde (Pression Hydrostatique), soulevant ainsi le flotteur plus ou moins entirement de leau. Un flotteur majoritairement support par la composante verticale de la Pression Hydrodynamique (Portance) est considr comme tant en mode de planning. A noter que toute carne, peut, thoriquement atteindre des vitesses suffisamment leves pour atteindre le mode Planning . Je tiens cependant mettre en garde la population de fou furieux qui souhaiteraient faire planer un porte container genre CGA CGM de 250m de long. La puissance propulsive ncessaire serait colossale, entranant dnorme problmes dquilibre longitudinale et structurels du fait de la taille gigantesque des machines devant tre installes bordNous le voyons donc, le planning nest en fait accessible qu un nombre restreint dengins flottants. Mais comme vous tes une petite bande de veinards !! Il semble bien que vos jouets

flottants pour la race rentrent dans cette caste trs fermeOUF !!NB : je tiens ici vous faire remarquer que le phnomne de Planning pour une carne est sa capacit propre vaincre