Auteur : EG 12 Janvier 2015
Sonder une coque en acier, au premier abord, semble être un exercice qui vise à déterminer des zones de tôle de faible épaisseur, dans le but, évident, d’éviter les voies d’eau à venir.
En fait, quand on en est à ce stade, cela signifie qu’il y a déjà longtemps que les épaisseurs critiques ont été atteintes et même dépassées. Les minimas acceptables sont définies par divers textes règlementaires.
- S’agissant des bateaux de plaisance (circulaire du 22 Octobre 2009 dite du « danger manifeste», Annexe 1 ) selon un premier tableau, pour un bateau de 40m de longueur, on doit avoir au minimum 4,9 mm en virure de bouchain et 3,9 mm minimum en virure de fond ou de bordé. Un autre tableau donne l’épaisseur minimale en fonction du tirant d’eau soit dans le cas présent, pour un enfoncement de 1m, au minimum 3mm.
Au final on doit respecter l’épaisseur minimale la plus élevée fournie par les deux tableaux.
2) S’agissant d’un bateau de transport, les règles relatives aux épaisseurs de tôle, sont définies par l’article 3.02 (solidité, stabilité) point 1.b), dans l’arrêté du 30/12/2008 relatif aux prescriptions techniques de sécurité applicables aux bateaux de marchandises, aux bateaux à passagers et aux engins flottants naviguant ou stationnant sur les eaux intérieures, par les deux formules suivantes :
- tmin=f.b.c.(1,5+0,06L) en mm (1)
- tmin=0,005.a (√T) en mm (avec 3mm au minimum) (2)
tmin étant l’épaisseur minimale des tôle à respecter en tout point.
Dans lesquelles : L est la longueur hors-tout et T le tirant d’eau (en charge).
a est l’écartement entre les varangues soit pour un gabarit Freycinet, typiquement 500 mm.
f=1 si a ≤ 500 mm
b vaut 1 pour les tôles de fond et de bordé et 1.25 pour les tôles de bouchain
c = 1 pour les types de construction les plus courants.
Dans ce cas de figure, le résultat est sensiblement équivalent aux valeurs données par le tableau ci-dessus.
- Que nous disent ces 2 formules ?
L’effet « poutre »
L’équation (1) est proportionnelle à la longueur du bateau. Elle est donc en relation avec la caractéristique « poutre » et en particulier sa longueur : quand la coque est « à sec » sur deux chariots, un à l’avant l’autre à l’arrière, on peut en effet assimiler la coque du bateau à une poutre plus ou moins uniformément chargée et posée sur 2 appuis. Ce qui induit des contraintes dans le matériau constitutif. Lorsque le bateau est en eau, cet effet « poutre » diminue puisque les appuis se répartissent sur toute la longueur de la coque (l’effet poutre peut être amplifié suite à une mauvaise répartition du chargement).
Quoi qu’il en soit on voit bien qu’il ne suffit pas d’éviter les voies d’eau, il faut avant tout que la poutre tienne le coup.
L’effet « outre »
L’équation (2) fait intervenir le tirant d’eau par sa racine carrée. Il est important de prendre conscience qu’une coque plongée dans l’eau subit une poussée, globalement la poussée d’Archimède, qui se traduit, localement, par des forces de pression exercées par l’eau. Sur le bordé, au niveau de la flottaison, cette pression due à l’eau est nulle, à 1m de profondeur elle vaut 1/10 de kg par cm2. Cette valeur peut paraître faible mais ramenée à 1m2 de surface de tôle cela fait 1 tonne. C’est la valeur des forces de pression exercées sur le fond pour un bateau de 1m de tirant d’eau (180t pour toute la surface pour un gabarit Freycinet). Les forces qui s’exercent sur la bordaille ne sont pas nulles, elles ont tendance à rapprocher les bordés. Seule la structure interne permet de conserver la forme du bateau et d’éviter que cette coquille ne se déforme comme une « outre ». Globalement la somme des forces de pression sur les bordailles s’annule pour des raisons de symétrie.
En conclusion on voit le sondage donne des indications importantes quant à la solidité structurelle de la coque en relation avec les différents types d’efforts qu’elle a à subir et pas seulement sur les voies d’eau potentielles.