Coque (bateau)
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La coque est le constituant premier d'un bateau : il forme le flotteur, c'est-à-dire l'élément assurant la flottabilité et l'étanchéité. Un bateau peut comprendre une seule coque (on l'appelle alors monocoque) ou plusieurs (multicoque) : un catamaran (Un catamaran est un bateau possédant deux coques, en général l'une à côté de l'autre. Le but peut être d'aller plus vite grâce à des coques fines, d'améliorer la stabilité, ou d'augmenter la...) comprend deux coques, un trimaran (Un trimaran est un bateau à trois coques : 2 flotteurs situés de part et d'autre d'une coque centrale plus volumineuse mais dépourvue de quille. Le gréement est situé sur la coque centrale. Les...) trois, suivent les quadrimarans et les pentamarans.

Composition

La coque est composée de plusieurs éléments :

  • Les appendices qui sont :
    • Le gouvernail (Le gouvernail est une partie mobile d'un bateau, ou d'un avion.)
    • L'hélice (Hélice est issu d'un mot grec helix signifiant « spirale ». Un objet en forme d'hélice est dit hélicoïdal.) et son arbre (Un arbre est une plante terrestre capable de se développer par elle-même en hauteur, en général au delà de sept mètres. Les arbres acquièrent une structure rigide...) (sauf dans le cas d'un moteur (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique, électrique, thermique par exemple) en une énergie mécanique ou travail.[réf. nécessaire]) sail-drive où l'arbre est absent ou bien dans le cas de pods)
    • Les plans anti-dérives (dérive)
  • La quille et sa ligne de quille
  • Le pont (Un pont est une construction qui permet de franchir une dépression ou un obstacle (cours d'eau, voie de communication, vallée, etc.) en passant...)

On pourrait aussi inclure l'étrave (L'étrave est la pièce saillante de la coque d'un navire qui prolonge la quille vers l'avant. Plus généralement, l'avant, le nez, d'un bateau. La proue, terme désignant la meme pièce du navire, n'est...), le tableau arrière (Le tableau arrière est une partie de la coque d'un bateau. Il désigne la partie émergée de la poupe, située au-dessus de la voûte et de l'étambot.),... mais il s'agit d'éléments qui varient fortement d'une coque à l'autre.

Dimensions (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son épaisseur, ou bien son diamètre si c'est une pièce de...) et forme

Mesures principales d'une coque : Loa- Longueur hors-tout ; Lpp- longueur entre perpendiculaires ; B- maître-bau ; D- creux ; T- tirant d'eau.
Mesures principales d'une coque : Loa- Longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus éloignées. Lorsque l’objet est filiforme ou en forme de lacet, sa longueur est celle de...) hors-tout ; Lpp- longueur entre perpendiculaires ; B- maître-bau ; D- creux ; T- tirant d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.).
Terminologie de la forme d'une coque.
Terminologie de la forme d'une coque.

La coque est mesurée par différentes longueurs telles que le la longueur hors-tout, la longueur entre perpendiculaires, le maître-bau, le creux, le tirant d'eau et le franc-bord. On décrit sa forme avec le frégatage, le bouge ou la tonture.

Matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.)

Jusqu'à une époque relativement récente, les coques étaient exclusivement réalisées en bois. Grâce à l'évolution des sciences et des techniques, les coques sont maintenant construites en matériaux très variés, chacun étant plus ou moins adapté à tel ou tel type de construction.

Le bois

Il s'agit du matériau de construction (Les matériaux de construction sont des matériaux utilisés dans les secteurs de la construction : bâtiment et travaux publics (souvent désignés par le sigle BTP). La gamme des matériaux utilisés...) historique, mais aussi du moins résistant.

L'acier (L’acier est un alliage métallique utilisé dans les domaines de la construction métallique (voir aussi l’article sur la théorie du soudage de l’acier) et de la construction...)

L'acier est actuellement le matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets. C'est donc une matière de base sélectionnée en raison de propriétés...) le plus répandu (en considérant le tonnage de la flotte mondiale).

L'aluminium (L'aluminium est un élément chimique, de symbole Al et de numéro atomique 13. C’est un élément important sur la Terre avec 1,5 % de la masse totale.)

Les progrès récents dans les techniques de soudure, notamment la soudure en atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) inerte (Inerte est l'état de faire peu ou rien.) (gaz argon) ont permis le développement de ce matériau dans la construction navale.

ferro-ciment

type de construction qui consiste à étaler des grillages et d'y déposer de couches de ciment (Le ciment (du latin caementum, signifiant moellon, pierre de construction) est une matière pulvérulente, formant avec l’eau ou avec une...) . -type voilier (Un voilier (ou bateau à voiles, navire à voiles) est un bateau ou navire propulsé par la force du vent. Historiquement, les voiliers ont été le premier...) entretien facile résistance moindre

Les matériaux composite

Constitué d'une résine souvent polyester et d'une matrice de fibre (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se présentant généralement sous forme de faisceaux.) de verre (Le verre, dans le langage courant, désigne un matériau ou un alliage dur, fragile (cassant) et transparent au rayonnement visible. Le plus souvent, le verre est constitué d’oxyde de...) voir de carbonne, ce matériau est très répandu dans la construction de plaisance depuis les année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.) 1970. Il est facile d'entretien, recouvert de gelcoat.Il est solide et leger et se plie (Plie [pli] est un nom vernaculaire ambigu désignant en français des poissons plats. Le terme « plie » désigne principalement, en France et...) bien aux procédés industriels.

Illustrations de coques de bateaux

Coques des sous-marins

Réplique du Ictineo II à Barcelone et sa coque en goutte d'eau.
Réplique du Ictineo II à Barcelone (Barcelone (Barcelona en catalan et en castillan) est une commune de Catalogne - Espagne, située dans la province de Barcelone. Elle est la capitale historique, administrative et économique de la Catalogne. Elle est aussi capitale...) et sa coque en goutte d'eau.

Les coques des sous-marins ont subi plusieurs évolutions : les sous-marins ont une coque en forme de cigare, qui était déjà visible sur les premiers sous-marins et appelée alors " coque en goutte d'eau ", en s'inspirant du corps des baleines. Cette forme réduit la traînée (En mécanique des fluides, la traînée est la force qui s'oppose au mouvement d'un corps dans un liquide ou un gaz. Mathématiquement c'est la composante des efforts exercés sur le corps, dans la direction opposée...) hydrodynamique en submersion, mais l'augmente en surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est...) et dégrade la tenue à la mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.) en surface. Puisque la plupart des premiers sous-marins devaient opérer en surface à cause de leurs moteurs Diesel, leurs coques étaient un compromis : on considérait qu'une augmentation de traînée sous l'eau était acceptable étant donné leur faible vitesse (On distingue :). Ce n'est qu'à la fin de la Seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est une unité de mesure du temps. La seconde d'arc est...) Guerre mondiale que les sous-marins ont eu besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est souvent fait un classement des besoins humains en trois grandes catégories : les besoins primaires, les...) de rester submergés pour échapper à la détection par avions et par radar (Le radar est un système qui utilise les ondes radio pour détecter et déterminer la distance et/ou la vitesse d'objets tels que les avions,...), et la forme en cigare est redevenue d'actualité pour améliorer la vitesse et réduire le bruit (Dans son sens courant, le mot de bruit se rapproche de la signification principale du mot son. C'est-à-dire vibration de l'air pouvant donner lieu à la création...). Sur les sous-marins modernes, la coque est parfois recouverte d'une couche épaisse de matériaux anéchoïques pour réduire encore le bruit.

La coque est surmontée du massif (Le mot massif peut être employé comme :) abritant le périscope (Le périscope est un instrument d'optique pour l'observation d'un objet distant sans être vu depuis celui-ci.) et les différents mâts pour les systèmes électroniques (radar, radio, guerre électronique...). En haut du massif se situe la " baignoire " où se trouve l'équipe de quart quand le sous-marin (Un sous-marin est un navire capable de se déplacer dans les trois dimensions, sous la surface de l'eau ; il se distingue ainsi des autres bateaux...) est en surface ; il peut aussi y avoir une plateforme en-dessous équipée de fenêtres pour le mauvais temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.).

Double coque

Le U-995, U-boot de Type VI, avc une combinaison typique d'une coque extérieure non étanche et d'une coque renforcée en-dessous.
Le U-995, U-boot de Type VI, avc une combinaison (Une combinaison peut être :) typique d'une coque extérieure non étanche et d'une coque renforcée en-dessous.

Tous les sous-marins anciens ainsi que les petits sous-marins modernes n'ont qu'une seule coque. Les grands sous-marins ont généralement une coque supplémentaire ou des sections de coque à l'extérieur. Cette coque extérieure est mince et forme l'enveloppe externe du sous-marin ; elle ne supporte pas de différence de pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.). C'est le rôle de la coque intérieure ou " coque de pression ", qui supporte la différence entre la pression de l'eau à l'extérieur et la pression atmosphérique (La pression atmosphérique est la pression de l'air en un point quelconque d'une atmosphère.) à l'intérieur.

Depuis la Première Guerre mondiale, on réalisé que la forme optimale pour résister à la pression (sphérique) ne convenait pas à une bonne tenue à la mer (coque de navire (Un navire est un bateau destiné à la navigation maritime, c'est-à-dire prévu pour naviguer au-delà de la limite où cessent de s'appliquer les règlements techniques de sécurité de navigation...) de surface) ou à une moindre résistance à l'avancement (en goutte d'eau), et les méthodes de construction limitaient encore les possibilités. Une solution fut trouvée sous la forme d'un compromis : une coque intérieur supportant la pression, une coque extérieure pour une forme optimale ; la coque extérieure est remplie d'eau pendant la submersion. À l'époque, seules certaines parties de la coque étaient ainsi doublées (voir image ci-contre), mais l'Allemagne avec le type XXI enferma pour la première fois entièrement la coque intéreure dans la coque externe.

Après la Seconde Guerre mondiale, les approches divergent : l'Union soviétique utilise les derniers développements allemands et adopte la double coque pour tous ses sous-marins lourds. Les sous-marins de l'OTAN gardent une coque simple, avec des sections de coque externe à l'avant et à l'arrière pour abriter les ballasts.

Le sous-marin USS Greenville de classe Los Angeles en cale sèche, montrant sa coque en forme de cigare.
Le sous-marin USS Greenville de classe Los Angeles (La classe Los Angeles est une classe de sous-marins nucléaires de l'United States Navy qui ont étés construits entre 1976 et 1995. Cette classe a été construite en soixante-deux bâtiments allant du SSN 688 Los...) en cale sèche, montrant sa coque en forme de cigare.

Bien qu'il y ait moins besoin de différentes formes, la double coque garde certains avantages : les renforts longitudinaux et transversaux peuvent être placés entre les coques pour gagner de la place ; certains équipements peuvent être montés sur la coque externe qui se déforme moins. Ainsi, la coque interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à l'hôpital ou en cabinet pendant une durée variable selon le "Diplôme d'études...) devient plus facile à assembler, puisqu'elle est habituellement plus longue et complexe à assembler. Si le sous-marin est endommagé, la coque externe peut encaisser les dégats sans que le sous-marin ne soit trop affecté. Le bruit est également réduit grâce au découplage entre les coques.

L'inconvénient majeur de la double coque est la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière...) de travail manuel à fournir pendant la construction ; l'Union soviétique avait adopté la technique de la soudure plus tôt et disposait d'une main (La main est l’organe préhensile effecteur situé à l’extrémité de l’avant-bras et relié à ce dernier par le poignet....) d'œuvre moins chère qu'aux États-Unis ; de plus, l'Union soviétique voulait opérer sous la glace (La glace est de l'eau à l'état solide.) de l'océan Arctique (L'océan Arctique, ou océan glacial Arctique, s'étend sur une surface de 14 090 000 km², ce qui en fait le plus petit océan. Il recouvre l'ensemble des mers situées entre le pôle Nord et...) où les sous-marins devaient briser la glace pour lancer leurs missiles. Les États-Unis considèrent toutefois la double coque comme une possibilité pour l'avenir, pour améliorer la capacité d'emport, la furtivité (La furtivité est la caractéristique d'un engin militaire conçu pour avoir une signature réduite ou banale et donc pour être moins détectable,...) et le rayon d'action[1].

Coque intérieure

La coque de pression est généralement construite en acier épais à haute résistance, avec uns structure complexe et une grande résistance en réserve ; elle est divisée en compartiments par le biais de cloisons étanches. On trouve quelques exemples de sous-marins avec plus de trois coques, comme ceux de la classe Typhoon (Un sous-marin de classe Typhoon est un SNLE russe. Développé par la société Rubin sous le nom officiel de 941 Classe Akula (pour Projet n° 941 - « Requin »), il est de loin le plus gros sous-marin au monde. C'est un...) qui possèdent deux coques de pression et trois plus petites protégeant le central, la chambre des torpilles et le gouvernail, tandis que le système de lancement des missiles se trouve entre les coques principales.

Il est difficile d'augmenter la profondeur maximale : en augmentant l'épaisseur de la coque, le poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la Terre sur un corps massique en raison uniquement du voisinage de la Terre. Elle est égale...) total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un total est le résultat d'une addition, c'est-à-dire une somme. Exemple : "Le total des dettes". ...) augmente, à moins de réduire le poids de l'équipement embarqué (à l'extrême, on obtient un bathyscaphe) ; si les sous-marins civiles peuvent se le permettre, ce n'est pas le cas des sous-marins militaires qui nécessitent de nombreux équipements. Leur profondeur a toujours été limitée par la technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) du moment.

Les sous-marins de la Première Guerre mondiale avaient des coques en acier non allié, et ne pouvaient pas plonger à plus de 100 m. Durant la Seconde Guerre mondiale, les aciers alliés à haute résistance furent utilisés, permettant des plongées jusqu'à 200 m. Il s'agit toujours du matériau principal utilisé actuellement, permettant des plongées à 250 - 400 m pour les sous-marins militaires. Pour dépasser cette limite, quelques sous-marins ont été construits avec des coques en titane, qui est presque aussi résistant que l'acier, mais plus léger et non magnétique, ce qui permet d'éviter la détection par détecteur (Un détecteur est un dispositif technique (instrument, substance, matière) qui change d'état en présence de l'élément ou de la situation pour lequel il a été...) d'anomalie magnétique. Les sous-marins en titane ont été particulièrement prisés en Union soviétique où toute une industrie a été créée pour développer ces sous-marins. Le sous-marin militaire ayant effectué la plus profonde est le Komsomolets, à 1000 m. Un sous-marin de classe Alfa (Le projet 705 ou Lyra (????) est une classe de sous-marins nucléaire d'attaque soviétique, connu en occident sous son code OTAN d'Alfa. Ils ont été sous-marins, les plus rapides au mode et ceux à usage militaire,...) aurait plongé à 1300 m[2], mais une opération continue à cette profondeur endommagerait de nombreux systèmes du sous-marin. Le prix du titane a entrainé l'abandon de ces projets à la fin de la guerre froide.

La construction des coques intérieures est compliquée par le fait qu'elle doive supporter des forces de plusieurs millions de tonnes. Quand la coque a une section en coupe parfaitement ronde, la pression est distribuée symétriquement et ne génère que des forces de compression. Quand la forme n'est pas parfaite, la coque plie et certains points subissent d'énormes pressions. Les déviations mineures, inévitables, sont compensées par des anneaux de renfort ; cependant, même un pouce (24,5 mm) de déviation de la forme ronde entraine une baisse de 30 % de la pression hydrostatique maximale et donc de la profondeur maximale[3]. Pendant la construction, toutes les parties doivent être soudées avec précision et sans défauts ; tous les joints sont vérifiés plusieurs fois avec des méthodes différentes. Ceci explique le coût élevé des sous-marins modernes (par exemple, un sous-marin de classe Virginia (La classe Virginia (appellation officielle Virginia SSN 774) regroupe des sous-marins nucléaires d'attaque, d’un coût unitaire dépassant les de 2,2 milliards de $ en service dans la...) coute 2,6 milliards de dollars, plus de 200 000 par tonne ( La tonne représente différentes unités de mesure ; Une tonne est un grand et large tonneau ; Une tonne-pompe est un fourgon d'incendie ; En...) de déplacement).

Entretien & réparation

  • Carénage
  • Radoub

Sources

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