Bateaux super rapides

2002/01/20 Carton Virto, Eider - Elhuyar Zientzia

• Garraioak

Les navires marchands actuels sont très lents. Imaginez ! En moyenne, ils se déplacent un peu plus vite que leur ami qui court et ont besoin d'une semaine pour traverser l'Atlantique. Si c'était un voyage de plaisir, bon, mais étant marchandises, toujours mieux. Jusqu'à présent, il y avait des obstacles techniques inéluctables, mais ils ont lancé des bateaux qui vont les dépasser et qui vont de l'Europe à l'Amérique en trois jours.

Le facteur le plus important qui empêche les navires marchands de prendre une grande vitesse est la “vague captive”. La vague captive, comme son nom l'indique, est une vague et est appelée captive car elle forme la poussée du bateau et se déplace avec lui. C'est-à-dire que chaque bateau correspond à sa propre vague captive. À ce jour, cette vague unique a grandement limité le développement de navires marchands en termes de vitesse.

La houle captive est, en général, comme la houle produite par le vent, c'est-à-dire suit les mêmes lois physiques, mais elle est aussi étroitement liée au bateau qui l'a créé. Par exemple, plus le bateau est grand, plus la houle est grande, plus la vitesse de la vague dépend également de la taille du bateau. Les navires marchands sont grands et génèrent de grandes vagues de captivité.

Prisonnier de la vague captive

Alors que la vague avance sur le bateau, il n'y a pas de problèmes, mais si le bateau dépasse la vitesse de la vague, les comeries commencent. La vague s'allonge, augmente et le pop du bateau plonge dans les profondeurs entre les sommets. En coulant la poupe, le frottement entre la vague et le bateau augmente considérablement et diminue la vitesse du navire. Ce phénomène fait que les navires marchands modernes ne dépassent pas 42 km/h.

Les caractéristiques de la vague captive ont été décrites et analysées par l'architecte naval William Froude au XIXe siècle. Au XXe siècle, et à partir de 42 km/h, le frottement de la vague captive devient un inconvénient. Cette présomption est toujours en vigueur aujourd'hui, car les emballages ne peuvent pas fonctionner plus vite sans gaspiller de l'énergie.

D'autre part, la propulsion des conteneurs impose également des limitations à la vitesse. Par exemple, à partir d'une vitesse de 55 km/h (si jamais atteinte) une cavitation se produit dans l'hélice, c'est-à-dire que des cavités ou des creux d'air sont créés autour des pales d'hélices. Cela provoque des vibrations dangereuses et l'emballage perd de la force de poussée.

Ce problème a eu lieu dans les avions et a été résolu avec des moteurs à réaction et changement de conception des ailes. Dans le cas des navires de marchandises, des turbines à gaz et des moteurs à jet d'eau sont en cours de développement pour résoudre le problème des hélices. Ils sont parfaits pour circuler à grande vitesse, augmentant l'efficacité avec la vitesse et ne générant pas de cavitation.

Mais améliorer la propulsion n'est pas suffisant pour surmonter la vague captive, si les bateaux continuent à traîner l'eau. Les bateaux ont besoin de dessins qui leur permettent de traverser l'eau ou la vague.

Des designs innovants

Pour surmonter le jalon de la vitesse, plusieurs entreprises ont présenté des conceptions innovantes de navires marchands. L'ingénieur britannique Nigel Gee et le consortium ADX Express veulent utiliser le design Pentamaran pour surmonter la vague captive et mettre les navires marchands à 70 km/h. Les navires pentamaran auront 280 mètres de longueur et capacité de transporter 8.000 tonnes de marchandises. Mais l'apport des bateaux Pentamaran n'est pas en taille, mais en vitesse, puisque, comme nous l'avons dit, ils traverseront l'Océan Atlantique à 70 km/h.

La clé du mystère réside dans la conception des emballages, dans leur rapport longueur et largeur. Les récipients en étain seront plus longs et plus étroits que les récipients classiques, tout comme les emballages de vikings. Étant le bateau le plus mince, ils produiront moins de vagues captives et, au lieu de les pousser, ils seront capables de traverser les vagues. Ils pourront ainsi maintenir des vitesses élevées. La quille du premier Pentamaran sera prête en 2003. Au début, ils ne feront que des bateaux de marchandises, mais ils pensent déjà aux paquebots et aux ferrys.

Le fait que les emballages commerciaux jusqu'à présent soient larges est dû à leur simplicité, en général, les emballages longs et étroits sont généralement plus instables que les grands. Pour surmonter cet obstacle, l'ingénieur Nigel Gee a doté Pentamaran d'une structure spéciale pour la rendre stable.

La compagnie FastShip Atlantic, de Philadelphie, suit le même objectif, mais ils ont abordé en outre le problème de la vague captive. Au lieu de construire des bateaux plus étroits, ils ont conçu des bateaux avec une proue profonde en forme de V et une poupe plate peu profonde. Autrement dit, les basses du FastShip seront concaves.

Grâce à cette conception hydrodynamique, ils parviennent à réduire considérablement le frottement de la houle captive. À grande vitesse, un sommet artificiel est formé à la poupe qui aide à soulever l'extrémité arrière du récipient pour empêcher la pop d'atteindre le fond. Ils compensent ainsi l'effet de frottement de la vague captive. La vague artificielle fournira en outre la stabilité du bateau dans des conditions de mer abruptes et ne perdra pas de vitesse. L'objectif est de nouveau de construire un navire marchand qui circule à 70 km/h dans un délai de deux ans.

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