Prise en charge des grands navires
Le début du 21e siècle est marqué par l’évolution croissante des dimensions de différents types de navires tels que les porte-conteneurs, les gaziers et les navires à passagers. Cette évolution qui résulte du contexte économique a été rendue possible grâce aux progrès réalisés conjointement par les architectes navals et les chantiers de construction. Elle n’a, par contre, pas toujours été accompagnée par l’agrandissement des infrastructures portuaires.
Les manœuvres portuaires constituent donc une difficulté majeure dans l’exploitation de ces nouveaux « géants des mers ».
Dans le port de Marseille/Fos, la prise en compte objective des risques liés à ces grands navires a imposé une approche rigoureuse du processus d’accueil. Les conditions d’accès et l’adéquation des dispositifs d’amarrage ont été étudiées. Le port étant régulièrement frappé par des tempêtes de Mistral ou de vents d’Est, des limites de sécurité ont du être définies pour encadrer les manœuvres d’entrée et de sortie. Par exemple, les manœuvres d’accostage et d’appareillage des grands méthaniers qui viennent escaler au nouveau terminal Gaz de France de Fos Cavaou ne peuvent se faire que lorsque la vitesse du vent est inférieure à 35 nœuds.
Sur les grands navires, les contraintes imposées par le vent sont effectivement très importantes. Pour les quantifier et ainsi évaluer la difficulté de la manœuvre, la station de pilotage utilise une méthode basée à la fois sur l’expérience des pilotes les plus expérimentés et les résultats d’expériences menées en soufflerie sur des maquettes. L’intuition guidée par le sens marin et une approche quantitative se complètent, chacun tempérant les excès de l’autre.
Concrètement la contrainte (force et moment) exercée par le vent est calculée par la méthode suivante :
La force et son moment évolutif sont évalués dans un repère centré sur le centre de gravité du navire (O/X/Y). Elle est supposée horizontale. L’axe OX est donné par la ligne de foi. L’axe OY est perpendiculaire à la ligne de foi.
Force/ox= ½ . ρ.Sf.V².Cx
Force/oy=½ .ρ.Sl. V².Cy
Moment=½ .ρ.SL.V².Lpp.Cm
ρ: densité de l’air (variable avec la température)
Sf : surface frontale des œuvres mortes
Sl : surface latérale des œuvres mortes
V : vitesse du vent apparent mesurée à une altitude de 10m
Lpp : longueur entre perpendiculaires du navire
Cx : coefficient aérodynamique frontal attaché à la surface frontale des œuvres mortes et à l’angle d’incidence du vent.
Cy : coefficient aérodynamique latéral attaché à la surface latérale des œuvres mortes et à l’angle d’incidence du vent.
Cm : coefficient aérodynamique de moment de giration
Les coefficients Cx, Cy et Cm expriment la prise au vent du navire en fonction de l’incidence du vent et de l’architecture des superstructures. Ils sont fournis par des courbes aux allures sinusoïdales directement issues des expériences menées en soufflerie sur des maquettes représentatives des navires concernés.
Par exemple pour un gazier sur ballast à cuves sphériques d’une capacité de 125 000 m3 (Lpp=274m) soumis à un vent de 60 nœuds (à 10m), les forces (en tonnes) et moments (en tonne mètre) calculés sont les suivants :
Ce tableau permet de mettre en évidence l’importance des contraintes exercées par un grand vent de mistral (380 tonnes au vent de travers). Il permet également de quantifier la force de traction que doivent exercer les remorqueurs pour assister le navire. Des retours d’expérience et des simulations réalisées sur le simulateur informatique de la station valident la pertinence des solutions retenues pour garantir la sécurité des ces grands navires particulièrement sensibles dans différentes conditions de vent et de courants. Des aléas sont envisagés (panne de propulsion, avarie de barre, remorque cassée…) afin de prendre en compte les situations les plus dégradées et tester différents scénarii. Dans ce cas encore, la mise en commun des différentes expertises et l’expérience des plus anciens sont précieuses pour accélérer la formation des pilotes à la gestion des aléas et améliorer la sécurité des manœuvres de tous ces grands navires.
