Construction navale - aspects techniques

[ARMEN56]

Sur les petites unités semi planantes les étraves "brisées" ( pantocarene , rostre , polyédrique ou dihedral ) tempèrent le pilonnement et donc les accélérations verticales . Moins de fatigue matériel et équipage et moins de vagues et donc gain toussa 

https://fr.wikipedia.org/wiki/Étrave_polyédrique

Sur les coques à déplacement les bulbes hydros ( dessinés pour mer calme)  cassent la résistance de vague et selon forme et état de mer diminue le tangage  . La résistance de vague constitue  avec la résistance de frottement ou visqueuse  la résistance totale à l’avancement ( on néglige celle de l’air). Aux vitesses lentes , la visqueuse est prépondérante , à une certaine vitesse point de bascule , la résistance de vague prend le dessus d’où bulbe et tout ceci impactant à la baisse la résistance totale donc moins de puissance à isovitesse donc moins de conso et partant une autonomie augmentée 

Voir planche 8 l’effet bulbe sur la hauteur de vague , le dessin c’est tout un programme selon type de coque et degré de vitesse froud

https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&opi=89978449&url=https://www.boatdesign.net/attachments/ship-design-i-2-bulbous-bow-design-ventura-2010-pdf.162890/&ved=2ahUKEwiLiLL4hvOOAxWdK_sDHQweHtcQFnoECBkQAw&usg=AOvVaw0sXOCO-tJJbEVDI7DAbjJm

 

 

[ARMEN56]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[ARMEN56]

@pascal

"Pas de sandwich sur le bordé de coque ... on évite la prise de masse par imprégnation  au fil du temps ? ..."

 

Le Tableau 2 du mémoire de P. Parneix  brosse les  principaux types de navires antimines à coque composite dont  ceux à structure monolithique raidie , ceux à structure monolithique non raidie , et ceux à structure sandwitch  

Chez nous la coque des CMT  est  à structure monolithique raidie , et les superstructures FLF en sandwitch

 

 

 

 

 

[pascal]

Sur les composites "marine" nous disposons en France de bureaux d'études et de chantiers civils à la pointe du progrès notamment grâce à la course au large, Imoca et grands multicoques avec de vraies pointures dans le domaine de la résistance des matériaux et la rigidité des structures. Ce secteur est irrigué par l'argent du sponsoring et les progrès et innovations sont constants.

Aujourd'hui sur les fonds de coque le monolithe carbone remplace souvent le sandwich nida (les âmes balsa et mousse ayant largement disparu sauf sur des zones où on a de la visserie). Comme c'est dit dans le document  cité par @ARMEN56 le sandwich offre une bonne rigidité de structure pour une masse relativement faible mais le risque c'est le vieillissement pouvant se traduire par du délaminage un phénomène très souvent constaté sur les voiliers de course, délaminage dû au slamming. C'est pourquoi la "slam zone" des carènes (qui dans un premier temps se limitait au 1/3 avant mais qui voit sa surface augmenter avec les foilers) est aujourd'hui de plus en plus réalisée en carbone monolithe, les tissus carbone haut module préimprégnés  permettant de réaliser des structures d'une grande rigidité.

Dans le secteur militaire l'emploi du tissu verre E voire R de mémoire permet des gains de coût et je pense aussi en terme de résistance au choc. A priori on emploie pas le kevlar ... réservé au blindage

[g4lly]

Il y a 13 heures, pascal a dit :

A priori on emploie pas le kevlar ... réservé au blindage

Les Kevlar est surtout utile dans les zone ou il y a un fort poinçonnement, parce qu'il ne se brise pas en cas d'effort transverse.

Ailleurs le carbone - qui reprend au moins aussi bien en traction ou en compression - ou la fibre de verre - c'est bien aussi et surtout moins cher - font le boulot plus avantageusement.

Les zones très exposées au poinçonnement sont effectivement les zones qui risque de prendre des projectile, le kevlar pourra s'y déformer mais en retardant largement la ruine de l'ouvrage - la forme globale est maintenu ainsi que la continuité - ... et comme dans la marine on ne cherche pas vraiment à briser des perforateurs très dur - qui nécessiterait des matériaux très dur, comme des céramique - un épais liner en Kevlar ferait très bien le travail, sans trop gréver la masse. Le seul petit souci du Kevlar comme blindage c'est l'encombrement, mais sur un bateau c'est un moindre probleme.

En dehors du blindage on peut mettre des inserts Kevlar dans des endroit stratégique ou il y a des risques de fissuration ou de poinçonnement, ca augmentera massivement la resistance aux dommages accidentels ou de fatigue. J'en foutais plein au niveau de l'insert pied de mat, autour des insert et sous les pad des straps et pareil pour les insert d'aileron etc. quand je shapais des planches. On fait des coque pour le motocross avec, les coque de canoe-kayak eau vive etc. etc. en gros tout les éléments qui risque de prendre des gros jeton. Ca ne se brise pas et ca se répare bien malgré les déformations éventuelles.

[ARMEN56]

 

« Vous avez probablement vu cette marque sur chaque navire... mais savez-vous vraiment ce que cela signifie ?

Non, ce n'est pas un symbole Illuminati

C'est la ligne Plimsoll - une brillante innovation maritime qui a sauvé d'innombrables vies en mer.

Dans les années 1800, les navires étaient souvent surchargés à des fins lucratives, ce qui lui a valu tragiquement le surnom de « cercueils flottants ».

Entrez Samuel Plimsoll, connu sous le nom « d'ami des marins », qui a introduit ce marquage de sécurité vital pour indiquer à quel point un navire peut être chargé en toute sécurité.

Il s'ajuste en fonction de :

- Type d'eau ( douce ou salée)

- Région (tropicale, atlantique, etc.)

- Saison (été, hiver, hiver de l'Atlantique Nord)

Exemples :

• TF - Eau douce tropicale

• WNA - Atlantique Nord d'hiver

• L - Ligne de chargement de bois (pour la cargaison de bois)

Le cercle central ? C'est le cachet de la société de classification.

Même aujourd'hui, les autorités portuaires vérifient cette marque pour s'assurer que les navires ne sont pas surchargés.

Donc, la prochaine fois que vous repérerez ce symbole sur la coque d'un navire, rappelez-vous :

Ce n'est pas un mystère - c'est une norme de sauvetage née de l'histoire durement gagnée » 

 

https://www.linkedin.com/posts/shipexpert_maritimeindustry-shipping-marinetechnology-activity-7360601248552681472-BC2g

 

[Scarabé]

Voici l'avant projet des chantiers navals mauric pour l'appel d'offre de la région Bretagne pour deux sisters ships qui assureront les traversées, Audierne - Sein et Brest - Conquet - Molène - Ouessant.

Le tirant d'eau variera de 20 cm entre les deux navires, et il y aura également quelques modifications architecturales au niveau de la poupe.

 

Ca doit remplacer cette classe de ferry construit entre 96 et 98

Celui la aussi de Mauric qui fait la liaison entre Papeete et Morea depuis  2021 je sais pas ou il a été construit ? 

 

 

[Ciders]

@Scarabé A priori en Espagne.

https://lemarin.ouest-france.fr/shipping/le-terevau-piti-est-arrive-en-polynesie-f3a5778b-d5a1-48dc-bf44-5d8aec0e899a

[ARMEN56]

Il y a 5 heures, Scarabé a dit :

Voici l'avant projet des chantiers navals mauric pour l'appel d'offre de la région Bretagne pour deux sisters ships qui assureront les traversées, Audierne - Sein et Brest - Conquet - Molène - Ouessant.

Le tirant d'eau variera de 20 cm entre les deux navires, et il y aura également quelques modifications architecturales au niveau de la poupe.

 

 

 

Ca doit remplacer cette classe de ferry construit entre 96 et 98

Celui la aussi de Mauric qui fait la liaison entre Papeete et Morea depuis  2021 je sais pas ou il a été construit ? 

 

 

 

 

Gros patacaisse voici 30 ans sur le choix du Vindilis ( CMN Cherbourg ) , coup de sang de LNI de Lanester qui proposait un Saint Tudy ( sea proven ) réadapté au besoin

 

Révélation

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vindilis  pas mal de soucis (en cout de possession pas sûr du bon choix initial du conseil général .

https://fr.wikipedia.org/wiki/Vindilis

Mais bon les décideurs ont un porte feuille , des rétros , mais pas boule de cristal ….

[ARMEN56]

Alors pour les rouliers ( Bangor - Vindilis) de desserte des îles de Bretagne Sud ( Groix Belle île ) , les dimensions et conduite spécifiées tiennent compte :

- de la charge utile 

- des facilités de flux entrant/sortant 

- de l’exiguïté des ports ( port tudy, le palais )

- Des marées ( tirant d’eau ) 

- De la nécessité d’évoluer très serré donc court ;  pods azimutaux et propulseurs d’étrave 

On a pas la même problématique en Polynésie ( marnage faible , port plus ouvert celui de Papeete ) 

J’ai pratiqué ; Quiberon-belle île , Lorient-Groix, Papeete-Mooréa/huahiné

[Scarabé]

Premier fois je copie un lien link

https://www.linkedin.com/posts/isles-of-scilly-steamship-company-limited_installation-milestone-scillonian-iv-the-activity-7343567001690251267-QhiP?utm_source=share&utm_medium=member_desktop&rcm=ACoAAEXdeN4BVRjrJoJDYdiByBRxXAkc2mUX-dg

[collectionneur]

On en a apprend tout les jours. Les Douanes ont eu jusqu’à 5 ateliers faisant offices de petits chantiers navals en Indochine, a Saigon, Tien-tsin (Haiphong), Phnom Penh,
Port Wallut et Tourane. construisant des petites vedettes et sampans de 12 m. Ce dossier PDF de 72 pages est vraiment didactique sur le rôle des patrouilleurs des douanes dans la lutte contre la piraterie, les japonais et le Viet Mihn et à des plans de navires dessinés par un ingénieur naval de la marine ;

La flottille des Douanes et Régies de l’Indochine Française
Par Serge Rinkel

https://aidfdouaniers.org/docs/LaFlottilleDesDouanesEtRegiesEnIndochine.pdf :

Il est important de souligner les efforts des Ateliers des Douanes capables de dessiner et de fabriquer
des embarcations de toute nature, faisant ainsi réaliser de grands bénéfices à l’administration. De nos jours
cette technicité n’existe plus et il est impossible légalement d’imiter l’exemple de nos anciens

[Scarabé]

Installation des moteurs sur le POM 5 Philippe Bernardino

 

 

 

Une fois fini ça donne ca

 

https://www.industrie-afrique-du-nord.com/news/70540-abb-retour-sur-un-projet-d-envergure-dans-la-marine-avec-les-patrouilleurs-d-outre-mer-pom

 

 

[ARMEN56]

TE ; le tirant d’eau 

« Le Tirant d'Eau : l'élément clé pour un accostage réussi des Géants des Mers 

L'accostage d'un grand navire est une opération d'une précision chirurgicale. Parmi tous les paramètres à maîtriser, un seul, invisible, est absolument non-négociable : le tirant d'eau. 

Mais de quoi s'agit-il exactement ? 

Le tirant d'eau, c'est tout simplement la hauteur de la partie immergée du navire, de la flottaison jusqu'à la quille. C'est la marge de sécurité entre le fond du navire et le fond du port.

Pourquoi est-ce si crucial ?

Sécurité : Un tirant d'eau mal calculé = un risque d'échouement. Les conséquences peuvent être dramatiques : avarie de la coque, blocage du navire, pollution, fermeture du port...

Logistique : Il détermine l'accessibilité d'un port. Un port avec une profondeur de 12 mètres ne pourra pas accueillir un navire ayant un tirant d'eau de 14 mètres.

Rentabilité : Pour maximiser le chargement (et donc le revenu), les capitaines et les agents maritimes calculent le tirant d'eau maximum autorisé jusqu'au centimètre près. C'est un équilibre entre la cargaison et la profondeur disponible.

Le saviez-vous ? Le tirant d'eau n'est pas fixe ! Il varie en fonction de la cargaison, du carburant, de l'eau douce, et même de la densité de l'eau de mer (eau salée vs eau douce) rajout de ARMEN ( Morbihan )  ; il s’agit de l’exposant de charge 

L'expertise des pilotes, des capitaines et des agents maritimes dans l'analyse de ces données est ce qui permet à ces colosses d'acier de manœuvrer avec une telle grâce dans des espaces confinés »

Modifié le 3 décembre 2025 par ARMEN56

[ARMEN56]

La propulsion CODAD des FDI , un concept seaprouven . 

Étude de D Jacquinot sur ce sujet . Contexte années 90 , il était alors directeur des ACB , Dans les années 2000 il devient directeur de la branche propulsion de DCN/ING/LRT

https://www.aadcns.fr/global/gene/link.php?doc_id=2695&fg=1
 

Traduction : 

Au cours de la dernière décennie, le concept de propulsion CODAD a été développé et perfectionné afin de répondre à l’ensemble des exigences des frégates de conception française.

Au moment de la rédaction de ce document, les équipements de propulsion de la frégate La Fayettequittent les ateliers d’ACB à Nantes. La Fayette est le navire tête de série de la dernière classe de frégates construite par la France. Elle doit effectuer ses essais à la mer en avril 1993.

Le système de propulsion est de configuration CODAD, et il est remarquable que les quatre dernières classes de frégates construites par la France utilisent toutes ce type de centrale propulsive. Les classes concernées sont :

• F.2000 (« Madina ») : 4 unités construites en 1985 Frégate polyvalente de 2 750 t

• FAA (« Cassard ») : 2 unités construites en 1988 Destroyer antiaérien de 4 200 t

• FS (« Floréal ») : 6 unités commandées en 1991 Frégate de patrouille de 2 600 t

• FL (« La Fayette ») : 6 unités prévues en 1994 Frégate polyvalente de 3 300 t

 

En ce qui concerne les systèmes de propulsion, la série FS peut être écartée, car elle est largement construite selon des standards commerciaux et peut être comparée à de grands patrouilleurs hauturiers (OPV), tels que le Nordkapp norvégien. Son système de propulsion ne présente aucune particularité notable et ne sera donc pas pris en compte dans cette étude.

La classe FAA, quant à elle, inclut la mise en œuvre d’une centrale CODAD dans la coque d’un destroyer F70 ASM, conçu dans les années 1970 avec un système CODOG. Son système de propulsion est essentiellement une extrapolation vers le haut de celui développé pour le navire F.2000. Les deux installations ont été conçues dans un laps de temps très court (environ 18 mois), et aucune innovation majeure du système mécanique ne distingue la FAA de la F.2000, hormis une augmentation de 10 % de la puissance nominale des moteurs diesel principaux. Les innovations majeures concernent principalement les systèmes de contrôle et de surveillance de la propulsion.

En 1981, ACB a été désigné maître d’œuvre pour la conception, la production, le montage et la mise en service de l’ensemble de l’installation propulsive du premier navire de la classe F.2000. Aujourd’hui, ACB est chargé de la conception globale et de la gestion de projet du système de propulsion ainsi que de la production des réducteurs, lignes d’arbres et hélices, du système de contrôle et de certains modules de machines auxiliaires pour la classe La Fayette.

Il est donc opportun d’évaluer l’évolution et les tendances des modèles CODAD de conception française à travers une revue comparative des installations propulsives, de la F.2000 jusqu’à l’actuelle La Fayette.

Concept de propulsion

En matière de conception des systèmes de propulsion, les exigences conceptuelles suivantes ont été déterminantes :

a) indépendance complète et redondance des deux installations propulsives ;

b) séparation des salles des machines et des locaux de machines auxiliaires afin d’offrir un niveau de survivabilité maximal, compatible avec les contraintes globales d’encombrement du navire ;

c) large plage de vitesses soutenues du navire :

• d’environ 8 nœuds jusqu’à la vitesse maximale sans limitation,

• capacité à rester longtemps en mode veille autour de 6 nœuds,

• objectifs de bruit sous-marin équivalents ou meilleurs que ceux des destroyers ASM des années 1970,

• résistance aux chocs conforme aux normes OTAN,

• capacité de fonctionnement dans une large plage de conditions climatiques (température d’air d’admission de –15 à +40 °C).

Bien que les puissances installées requises soient très différentes selon les classes :

• F.2000 : 35 000 ch,

• FAA : 43 000 ch,

• FL : 21 000 ch,

le même modèle de propulsion CODAD et une architecture de propulsion similaire ont été retenus.

Les installations CODAD sont en service dans les marines du monde entier depuis près de 30 ans, principalement sur de grands patrouilleurs et frégates. Elles sont également très répandues dans la marine marchande, utilisant des moteurs diesel à vitesse moyenne.

Dans le cas des frégates, le concept est utilisé depuis le début des années 1960 (initié par la Marine nationale avec la classe Commandant Rivière), a été délaissé dans les années 1970 en raison de l’essor des turbines à gaz, puis a retrouvé de l’intérêt dans les années 1980 avec la disponibilité de moteurs diesel rapides, en versions standard et LCR (Low Compression Ratio), offrant un rapport puissance/masse acceptable pour ce type de bâtiments.

Deux types d’implantation des salles des machines peuvent être envisagés : les configurations dites « distribuée » et « concentrée ».

Pour l’objectif prioritaire de survivabilité, la configuration concentrée est préférée, bien qu’elle entraîne une pénalité volumique, principalement liée à l’augmentation de la longueur du bloc machines due à l’ajout d’un réducteur.

Avec une configuration concentrée, les compartiments de propulsion de chaque ligne d’arbre peuvent être séparés. Deux moteurs diesel sont installés côte à côte dans chaque salle des machines. Afin d’éviter l’inversion de l’implantation d’une unité propulsive par rapport au réducteur, deux moteurs tournent dans le sens horaire, tandis que les deux autres tournent dans le sens antihoraire.

Sur la classe F.2000, les contraintes d’encombrement étaient telles que les deux salles des machines principales sont adjacentes. Sur les FAA et FL, il a été possible de séparer les deux salles des machines principales par un compartiment de machines auxiliaires. Afin d’augmenter encore la survivabilité, la résistance aux impacts peut être améliorée en doublant l’une des cloisons, créant ainsi trois cloisons entre chaque installation.

Il est notable que la philosophie retenue est identique à celle employée pour l’implantation de la centrale propulsive des destroyers américains de la classe DDG-963, pourtant deux fois plus grands que les La Fayette.

Le mode de navigation normal du navire s’effectue avec deux moteurs en service, chacun entraînant une ligne d’arbre depuis une salle des machines différente.

Selon le profil d’exploitation prévu, ce mode représente environ 85 % du temps à la mer, avec les avantages suivants :

• disponibilité permanente d’une puissance redondante à 100 %,

• chaque moteur ne fonctionne que 57,5 % du temps d’exploitation du navire ; avec le type de moteur retenu, une révision majeure n’est pas attendue avant dix ans de service du navire.

 

Composants

Moteurs diesel

Les moteurs principaux sélectionnés proviennent de la gamme PA6 de SEMT Pielstick, de type diesel à vitesse moyenne (régime nominal de 1 050 tr/min)

La série de moteurs PA6 est connue mondialement depuis son introduction il y a 15 ans comme moteur de croisière des destroyers ASM français.

Les classes F.2000 et FAA marquent l’introduction de la version LCR (Low Compression Ratio) de ce même modèle sur des bâtiments de combat.

Étant donné qu’une puissance d’environ 20 000 ch en conditions tropicales est suffisante pour la classe FL, l’utilisation de moteurs standard est possible. L’innovation réside dans l’adoption du système de suralimentation séquentielle (STC).

Le principe consiste à suralimenter le moteur avec un seul turbocompresseur pour des charges allant jusqu’à 60 % de la puissance nominale, le second turbocompresseur n’étant activé que pour les demandes de puissance plus élevées.

L’impact physique de ce dispositif se traduit par :

• une réorganisation des deux turbocompresseurs côte à côte au-dessus de l’arbre de sortie,

• l’installation de clapets d’air et de gaz sur les conduits intermédiaires correspondants.

Les effets de ce dispositif sont les suivants :

• augmentation de la puissance nominale de 10 %,

• légère pénalité de masse (moins de 5 %),

• réduction significative de la consommation de carburant à faible charge (environ 10 % à 25 % de la MCR),

• amélioration importante de la réserve de couple à bas régime (augmentation de 140 % à mi-vitesse),

• réduction des émissions de fumées à faible charge,

• meilleure résistance à l’encrassement.

L’ensemble de ces performances démontre les avantages du système STC pour les applications navales, où des fonctionnements prolongés à des charges inférieures à 30 % de la puissance nominale sont fréquents.

 

Transmission de puissance

En principe, la transmission de puissance au moyen d’un réducteur à double entrée / sortie uniqueparaît simple, puisqu’elle ne nécessite qu’une réduction à une seule vitesse et un partage équilibré de la puissance entre les deux entrées. Toutefois, l’exigence de fonctionnement silencieux doit également être pleinement prise en compte pour l’ensemble de la chaîne propulsive.

L’expérience a montré qu’un montage élastique simple et efficace du moteur diesel, fonctionnant à bas régime (ce qui correspond au mode silencieux d’un CODAD), permet de satisfaire cette exigence. Une amélioration supplémentaire (par exemple par un double montage) ne serait pas efficace à moins que les vibrations de la chaîne de transmission ne soient également fortement atténuées.

À cet égard, un montage « dur-élastique » du réducteur peut être envisagé, mais cette solution est inefficace dans la gamme des basses fréquences et peut même être préjudiciable aux performances acoustiques globales si une structure intermédiaire spécifique, dotée de masse et de rigidité appropriées, n’est pas intégrée dans la fondation du réducteur (comme sur la classe DDG-963, par exemple).

Compte tenu de ces limitations et des risques associés, la solution retenue pour les bâtiments français a consisté à concevoir une unité propulsive intégrée, composée des deux moteurs diesel et du réducteur de combinaison, installée sur un bâti commun, lui-même monté élastiquement sur la structure du navire.

Un avantage conséquent de cette solution est que l’unité intégrée, étant montée sur suspensions élastiques, est soumise à des efforts de choc réduits. Ainsi, la nécessité de concevoir un réducteur à la fois très sophistiqué et fortement renforcé pour satisfaire simultanément les exigences de faible bruit et de résistance élevée aux impacts est supprimée.

Cependant, certaines difficultés subsistent :

• d’une part, la conception d’un bâti efficace en matière de transmission vibratoire, d’intégrité structurelle pour le support des moteurs et du réducteur, et de résistance intrinsèque aux chocs,

• d’autre part, la conception d’un accouplement d’arbre de sortie performant, capable de satisfaire aux mêmes critères tout en acceptant les désalignements dus aux déplacements de l’unité propulsive sous l’effet des mouvements du navire et des chocs.

La conception de ces unités propulsives CODAD intégrées a été réalisée pour la première fois par ACB pour la classe F.2000, puis naturellement étendue aux classes FAA et FL. Il est intéressant de comparer l’évolution de cette conception sur une période de neuf ans entre les livraisons des équipements F.2000 et FL.

Sur la F.2000, le bâti est réalisé séparément pour supporter les deux moteurs, puis raccordé au carter inférieur renforcé du réducteur au moyen d’une bride verticale.

L’accouplement de sortie est réalisé à l’aide d’un arbre à cardan, composé de deux accouplements dentés, disposé comme un arbre creux à travers une roue dentée afin de réduire la longueur nécessaire pour le désalignement angulaire requis.

Dans le cas des FL, le bâti est réalisé d’une seule pièce pour supporter à la fois les moteurs et le réducteur, ce qui améliore l’intégrité longitudinale de la structure et réduit les coûts de fabrication. L’accouplement de sortie est également de type arbre creux et se compose d’un accouplement denté à une extrémité et d’un accouplement combiné caoutchouc/membrane à l’autre. Ce dernier est spécifiquement conçu pour éviter la transmission des vibrations le long de l’arbre vers le palier suivant.

Un accouplement hydraulique est installé sur chaque entrée moteur. Ces accouplements sont utilisés comme dispositifs d’embrayage et de débrayage, ainsi que pour l’isolation des vibrations de torsion en amont de la transmission.

Dans les applications navales, ils se sont révélés très efficaces pour protéger le réducteur des vibrations de torsion générées par les moteurs diesel (en configurations CODOG et CODAD), réduisant ainsi les excitations acoustiques des engrenages et éliminant toute plage de fonctionnement interdite.

Sur les classes F.2000 et FAA, ces accouplements hydrauliques sont équipés d’un dispositif supplémentaire de contrôle de vitesse variable, fonctionnant à vitesse moteur constante minimale, utilisé pour les manœuvres au port et les modes de veille. Un dispositif similaire sera également installé sur les frégates ANZAC pour le mode de fonctionnement silencieux.

Sur la série FL, ce dispositif n’est pas installé, les manœuvres et la veille étant assurées par l’hélice à pas variable, et le fonctionnement silencieux n’étant pas requis dans ces modes.

Des butées de poussée montées séparément sont installées immédiatement à l’arrière des unités propulsives. Pour les trois classes (F.2000, FAA, FL), elles sont de conception similaire, utilisant le principe des patins basculants et une alimentation en huile forcée issue du circuit principal du réducteur.

En raison des besoins en débit d’huile et de dissipation thermique des accouplements hydrauliques, ainsi que du dimensionnement de la pompe entraînée par le réducteur pour fournir le débit requis à bas régime moteur, le système de lubrification est de volume important.

Conformément au concept de construction modulaire appliqué aux FL, ce système de lubrification est conçu comme un module autonome, également monté sur suspensions élastiques pour l’atténuation du bruit et des chocs.

Il est prévu que, pour les FL, l’ensemble des dispositions prises dès la phase de conception (concept modulaire des unités propulsives et du système de lubrification) et lors de la fabrication en atelier (pré-perçage des supports moteurs, par exemple) permette d’économiser jusqu’à 5 000 heures-homme lors du montage à bord de l’installation propulsive.

Hélices

Sur les classes F.2000 et FAA, où les performances de manœuvrabilité n’étaient pas un critère prioritaire, des hélices à pas fixe (FPP) sont utilisées. La marche arrière est obtenue grâce à la capacité d’inversion optionnelle des moteurs sélectionnés.

En mode manœuvre au port, un moteur est réglé en marche avant et l’autre en marche arrière pour chaque installation, la manœuvre étant réalisée par remplissage ou vidange des accouplements hydrauliques. Le mode veille est obtenu grâce au contrôle de vitesse variable de l’accouplement hydraulique. Une vitesse minimale continue du navire de 4 nœuds est atteinte.

Sur les FL, où la mission de patrouille impose des capacités de manœuvre accrues, des hélices à pas variable (CPP) ont été retenues, comme pour les frégates de patrouille FS.

Une attention particulière a été portée aux dispositions de conception et de construction visant à améliorer les performances en matière de cavitation et de bruit. En comparaison avec la F.2000, les mesures suivantes ont été appliquées sur les FL :

• réduction de la vitesse en bout de pale de 20 %,

• réduction du coefficient de charge de puissance de 34 %,

• augmentation du dégagement pale-coque de 25 %,

• augmentation du nombre de pales de quatre à cinq,

• augmentation du vrillage (skew) des pales de 20° à 33°.

De plus, des modèles numériques ont été développés pour déterminer les caractéristiques de cavitation et de performance en conditions instationnaires. Il est désormais possible d’évaluer ces caractéristiques en écoulement non parallèle (arbres inclinés), en régime transitoire et hors conditions nominales.

Ces outils permettent à l’hydrodynamicien de finaliser une conception quasiment parfaite avant la réalisation d’un modèle destiné aux essais en bassin, limitant ceux-ci à des ajustements locaux.

Pour les FL, les pales d’hélice sont entièrement usinées, offrant les avantages suivants :

• fidélité parfaite au profil hydrodynamique issu du bureau d’études,

• excellente répétabilité de fabrication, garantissant l’interchangeabilité individuelle des pales.

Les lignes d’arbres et les hélices sont conçues et fabriquées par ACB, avec des pièces moulées non ferreuses fournies par LIPS (Pays-Bas). Cela a permis de finaliser la création de la coentreprise ACB-LIPS, désormais chargée exclusivement de la commercialisation mondiale des propulseurs ACB et LIPS pour les applications navales.

 

Commande et surveillance

Commande

La philosophie de base des systèmes de commande et de surveillance de la propulsion a évolué au cours de la dernière décennie, parallèlement aux progrès technologiques des équipements.

Sur les trois classes, la commande automatique principale est assurée depuis la passerelle ou depuis la salle de contrôle machines (MCR). Une commande distincte est également disponible au MCR et, dans le cas des FAA et F.2000, à des postes locaux dans chaque compartiment de propulsion. Ces postes locaux sont supprimés sur les FL, les compartiments n’étant jamais occupés en exploitation.

Des commandes manuelles de secours sont également disponibles localement, à proximité immédiate de chaque équipement, sur les trois types de navires.

Du point de vue technologique, la conception a fortement évolué : des relais électromécaniques utilisés sur la F.2000, on est passé à des automates programmables industriels (API / PLC) standardisés. Sur les FL, des PLC individuels sont dédiés à chaque installation propulsive et installés dans chaque salle des machines. Les régulateurs hydrauliques des moteurs ont été remplacés par des régulateurs électroniques.

Surveillance

Sur les trois classes, il est exigé que le système de surveillance soit totalement indépendant du système de commande. Lorsque nécessaire, les capteurs sont doublés afin d’assurer séparément les deux fonctions.

Sur la F.2000, le système de surveillance est centralisé au MCR et composé essentiellement d’indicateurs individuels câblés directement vers chaque salle des machines.

Les FAA et FL introduisent des unités de collecte de données (DCU) et des unités d’affichage visuel (VDU). Sur les FL, trois DCU par installation sont situées dans chaque salle des machines et reliées à l’ordinateur de visualisation par des liaisons série. Deux VDU sont installées sur la console de propulsion, une par installation, chacune étant toutefois capable de surveiller l’ensemble du système de propulsion afin d’assurer une redondance totale.

Les VDU de propulsion sont connectées à la console de supervision, équipée d’une VDU également reliée au réseau de bord, donnant accès aux données des autres systèmes principaux (production électrique, auxiliaires, lutte contre l’incendie, etc.).

Ce système constitue le mode normal de surveillance. Sa conception a été volontairement flexible afin de permettre ultérieurement l’intégration d’outils de maintenance conditionnelle.

En cas d’avarie du système principal, un système de surveillance secondaire, composé d’indicateurs câblés pour les paramètres critiques, est installé sur la console de propulsion du MCR.

L’évolution technologique des équipements de commande et de surveillance a apporté les avantages suivants :

• collecte d’un grand nombre de données exploitables pour divers usages (surveillance d’état, analyse de défaillance, maintenance conditionnelle, etc.),

• réduction de la taille des consoles grâce à l’abandon des relais et à la diminution du nombre d’indicateurs,

• réduction du câblage par l’utilisation de liaisons série,

• possibilité de dédier PLC et DCU à des équipements spécifiques et de les installer à proximité, améliorant la survivabilité,

• réduction des effectifs nécessaires à l’exploitation et à la surveillance de la centrale propulsive grâce à la centralisation des commandes et des affichages.

Le système de commande et de surveillance de la propulsion de La Fayette a été conçu et réalisé par le département automatisation d’ACB. Il doit prochainement être testé en atelier sur simulateur.

Conclusions

Cette étude comparative des réalisations françaises récentes en matière de propulsion CODAD met en évidence l’évolution, au cours des dix dernières années, de ce concept de propulsion, qui s’est avéré être une solution particulièrement adaptée aux classes de frégates concernées.

Les futurs navires de combat nécessitant des puissances plus élevées n’utiliseront pas nécessairement une propulsion CODAD. Néanmoins, nombre des principes fondamentaux développés dans ce concept resteront pleinement applicables..

 

Modifié hier à 08:54 par ARMEN56