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Lorsque l’on regarde un navire de croisière incroyablement grand, il est facile de se demander : « Comment les navires de croisière ne basculent-ils pas ? »
Si vous avez fait une croisière récemment, vous avez peut-être remarqué que les navires de croisière modernes semblent particulièrement lourds. Ces méga-navires sont comme des villes flottantes, transportant jusqu’à 6 000 passagers et 2 000 membres d’équipage.
Il est facile de se demander comment les navires de croisière restent debout.
Comment les navires de croisière ne basculent-ils pas ?
Les navires de croisière peuvent éviter de basculer grâce à la combinaison de la coque large du navire, du centre de gravité bas, des réservoirs de ballast et des stabilisateurs.
Les architectes navals veillent tout particulièrement à ce que les navires restent stables et en état de navigabilité, même dans de mauvaises conditions météorologiques.
Dans le cadre de la concurrence sans fin entre les compagnies de croisière, les navires repoussent continuellement les limites de la taille : ils deviennent plus hauts, plus larges et plus longs.
Les navires de croisière d’aujourd’hui ressemblent à des gâteaux à étages empilés quelques étages trop haut. Il est facile de se demander comment les navires de croisière peuvent rester en état de navigabilité alors qu’ils ont une apparence très lourde.
Selon l’architecte naval Rick Spilman, « on ne peut pas calculer la stabilité d’un navire simplement par son apparence. La stabilité dépend de nombreux facteurs : le centre de gravité vertical du navire, le moment d’inertie du plan d’eau, la zone sous la courbe du bras de redressement, la dérive, la carène libre, etc.
La photo ci-dessous montre le Wonder of the Seas de Royal Caribbean en cale sèche. Sur l’image, il est clair que moins de 20 % du navire est submergé pendant la navigation.
Bien que le navire sur la photo semble très lourd, les navires de croisière sont incroyablement stables.
Les navires de croisière sont conçus avec les équipements les plus lourds sur les ponts les plus bas et une large coque incurvée pour plus de stabilité. De plus, des technologies avancées telles que des stabilisateurs et des réservoirs de ballast aident à contrer les mers agitées et offrent une navigation fluide aux passagers heureux.
Centre de gravité
Selon la Nasa, « le centre de gravité est l’emplacement moyen du poids d’un objet ».
Plus le centre de gravité est bas, moins l’objet risque de basculer.
Les navires de croisière stockent la plupart des équipements les plus lourds sur les ponts les plus bas du navire. Placer les gros moteurs, les machines, le stockage de marchandises, les ballasts et les réserves de carburant d’un navire de croisière au fond du navire abaisse le centre de gravité.
Les cabines, le théâtre et les restaurants des ponts supérieurs sont pour la plupart uniquement aériens.
Selon le capitaine Christopher Turner du Zuiderdam de Holland America : « Si vous regardez autour du navire, la majeure partie n’est que de l’espace vide. Tout notre poids, nos moteurs, nos machines, nos réservoirs d’eau douce, nos réservoirs de carburant, tout se trouve en bas. Bien que nous soyons à environ 8 mètres sous la mer et 50 mètres au-dessus de la mer, le centre de gravité se trouve tout en bas. Même brûler le carburant ne fait pas grande différence. Cela n’élève pas trop le centre de gravité.
Les navires ont un centre de gravité situé sous la ligne de flottaison. Avec un centre de gravité aussi bas, il est difficile pour un objet, quelle que soit sa taille, de basculer.
Principe de flottabilité
Si vous avez lu notre article sur la flottaison des bateaux de croisière, vous savez que même une masse importante, comme un bateau de croisière, peut rester à flot grâce au principe de flottabilité.
La flottabilité d’un objet dépend de sa densité moyenne. Si la densité de l’objet est inférieure à la densité de l’eau, il flottera. Mais si sa densité est supérieure à celle de l’eau, elle coulera.
Les objets placés dans l’eau déplacent un volume d’eau égal à son poids. L’eau exerce sur l’objet une force ascendante égale au poids de l’eau déplacée, l’empêchant de couler complètement.
Plus le navire est lourd, plus il restera bas dans l’eau.
La forme de la coque
Les coques des navires sont construites à partir de matériaux légers et robustes.
Les navires de croisière sont conçus avec une coque en forme de U pour plus de stabilité, connue sous le nom de coque à déplacement. La coque est large avec un fond profond, ce qui favorise la stabilité.
Vous remarquerez souvent des bords arrondis là où le navire rencontre l’eau. Les bords arrondis augmentent la stabilité du navire en minimisant la traînée, en empêchant le navire de rouler et en offrant une conduite plus douce.
Comme avantage supplémentaire, la douceur de roulement aide à prévenir le mal des transports sur un bateau de croisière.
De plus, les navires de croisière sont conçus avec une structure plus légère sur les parties supérieures du bateau. La coque est plus épaisse près de la ligne de flottaison qu’aux niveaux supérieurs. Et tandis que la coque inférieure est en acier, les niveaux supérieurs sont construits à partir de matériaux plus légers, comme l’aluminium.
Réservoirs de ballast
Les navires de croisière modernes sont équipés de réservoirs de ballast qui aident à maintenir le navire en position verticale. Les officiers du navire peuvent contrôler l’eau dans les réservoirs de ballast pour élever ou abaisser le centre de gravité du navire, contrôlant ainsi la flottabilité et le maintenant stable.
Les ballasts d’un navire permettent également au capitaine de corriger l’assiette ou la gîte (inclinaison).
En cas d’urgence ou de mer agitée, les réservoirs de ballast peuvent être utilisés pour contrer les vagues agitées ou les vents violents et minimiser le balancement.
Utilisation de stabilisateurs
Sous la surface, les navires de croisière sont équipés de stabilisateurs en forme d’ailes. Ces stabilisateurs aident à réduire le roulis (mouvement latéral) du navire.
Les stabilisateurs ont la forme d’ailes d’avion et fonctionnent selon les mêmes principes que ceux utilisés par les avions pour générer de la portance.
Les officiers du navire peuvent les contrôler de manière indépendante avec la possibilité de déployer un ou plusieurs stabilisateurs en fonction des conditions de mer.
Lorsque la mer est calme ou que le navire est au port, les stabilisateurs se replient dans des compartiments le long de la coque du navire.
Des capteurs détectent les courants océaniques et le roulis du navire de croisière.
Lorsque l’eau s’écoule sur un stabilisateur, la forme de l’aile crée une propulsion ou une portance. Les stabilisateurs pivotent automatiquement pour exercer une pression dans la direction opposée et contrecarrer l’orientation du navire.
Le capitaine William Wright de Royal Caribbean affirme que les stabilisateurs « éliminent environ 85 % du roulis du navire ».
La plupart des navires de croisière sont équipés de deux stabilisateurs. Cependant, les énormes navires de croisière comme les navires de la classe Oasis de Royal Caribbean en ont quatre, deux de chaque côté.
Les navires de croisière sont-ils très lourds ?
Malgré leurs caractéristiques de sécurité et leur conception, les navires de croisière ont une apparence très lourde.
Les navires de croisière s’élèvent à plus de cent pieds dans les airs, mais seulement 25 pieds s’étendent sous la surface.
Mais les navires de croisière ne sont pas très lourds. Les navires de croisière ont un centre de gravité bas, une coque large, des réservoirs de ballast et des stabilisateurs qui les empêchent de basculer.
En fait, les navires de croisière peuvent atteindre 60 degrés et récupérer.
Il est peu probable que les navires de croisière basculent, même en cas de mer agitée ou de rencontre avec des vagues scélérates.
Les navires de croisière peuvent-ils basculer par mauvais temps ?
Le mauvais temps constitue la menace la plus dangereuse pour la stabilité d’un navire de croisière.
Les grosses vagues et les vents violents peuvent rendre la balade cahoteuse. Heureusement, les navires à passagers sont conçus pour résister à des vagues de 50 pieds (15 mètres), ce qui est extrêmement rare.
Dans une interview accordée à la BBC, Harry Bolton, capitaine à la retraite de la California Maritime Academy, a affirmé qu’un navire de croisière moderne pourrait théoriquement résister à une vague de 70 à 100 pieds dans de bonnes conditions.
Heureusement, les tempêtes violentes préoccupent rarement les croisiéristes. “Je vous garantis que vous ne serez jamais dans ce genre de vagues de toute façon”, a déclaré Bolton. “[Cruise ships] évitez les intempéries comme la peste. Ils ne veulent pas que les passagers soient en danger, ils ne veulent pas risquer de blessures ou d’accidents.
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