La voile et la course au large ont toujours fasciné les passionnés de sports nautiques. Des petits dériveurs comme les Laser ou les Optimist sont parfaits pour les débutants et les jeunes navigateurs qui désirent entrer dans le monde passionnant de la voile. Pour qu'une régate (course intense entre deux points fixes près des côtes) soit juste et équitable, de nombreuses compétitions classent les voiliers selon des réglementations strictes. En général, les évolutions technologiques se font sur les gros bateaux comme les IMOCA ou les Ultim et sont adaptées aux plus petits. Ces événements servent souvent de tremplin pour de jeunes talents aspirant à prendre part à de plus grandes compétitions. En compétition, les monocoques se retrouvent dans divers événements tels que la Coupe de l'America ou encore les courses au large prestigieuses comme le Vendée Globe. Les modèles populaires incluent notamment les Class40, les IMOCA et les Mini 6.50. Les IMOCA (International Monohull Offshore Class Association) sont spécifiquement conçus pour être des machines de course au large. La classe Mini 6.50 regroupe les voiliers de course au large mesurant 6,50 mètres de long. Conçus pour être à la fois rapides et innovants, ces bateaux sont utilisés notamment dans la célèbre course transtlantique en solitaire, la Mini Transat. Ces bateaux, à la fois compacts et puissants, sont devenus emblématiques pour leur capacité à repousser les limites techniques et humaines, malgré leur petite taille.
Contrairement aux monocoques, les multicoques possèdent au moins deux coques, ce qui leur permet d'être généralement plus rapides et stables. Ils sont souvent utilisés pour leur capacité impressionnante à atteindre des vitesses élevées et à naviguer efficacement dans différentes conditions. Les catamarans disposent de deux coques parallèles de taille égale reliées par un châssis. Les trimarans, avec leurs trois coques (une coque centrale et deux flotteurs latéraux), combinent la stabilité des catamarans avec une surfance de pont étendue, propice à l'installation de gréements puissants. Ils excellent non seulement en termes de vitesse mais aussi en manœuvrabilité.
La Coque : Fondement de la Performance et de la Stabilité
La coque est le constituant premier d'un bateau : elle 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 comprend deux coques, un trimaran trois, suivent les quadrimarans et les pentamarans. La coque est mesurée par différentes longueurs telles que la longueur hors-tout, la longueur entre perpendiculaires, le maître-bau, le creux, le tirant d'eau et le franc-bord. La poutre-navire ne doit pas se rompre si le bateau chargé navigue dans une mer dont la longueur d'onde est égale à sa longueur (appui aux extrémités et charge au milieu ou appui au milieu et charge aux extrémités). Elle ne doit pas non plus, dans les mêmes conditions, se déformer au point que la ligne d'arbre force sur ses paliers. Le bordé doit résister à la pression statique de l'eau et aux contraintes exercées sur lui directement ou indirectement par la cargaison. Il doit aussi résister à la pression dynamique due à la vitesse du navire, à l'impact des vagues, et aux mouvements verticaux de la coque.
La conception de la coque détermine tout, de la vitesse et de la consommation de carburant d'un bateau à sa stabilité et son confort sur l'eau. Comprendre la différence fondamentale entre déplacement et rabotage en étudiant les coques et en découvrant les caractéristiques uniques des formes populaires comme le V-botte ou le catamaran, vous pourrez prendre une décision éclairée, parfaitement adaptée à votre utilisation.
Types de Coques : Des Formes pour Chaque Usage
La forme de la coque d'un bateau est un choix de conception essentiel qui détermine ses performances, sa stabilité et son utilisation idéale. On peut classer les coques en deux grands types selon leur interaction avec l'eau : coques à déplacement, qui repoussent l'eau et sont efficaces à basse vitesse, et coques planantes, qui s'élèvent et glissent sur l'eau pour gagner en vitesse.
Les coques à déplacement se déplacent dans l'eau en la poussant latéralement, déplaçant ainsi un volume d'eau égal à son poids. Ce principe de flottabilité leur permet de flotter et d'avancer. Ces coques sont conçues pour être très efficaces à basse vitesse, car elles ne nécessitent pas de puissance importante pour se déplacer. De nombreuses coques à déplacement sont dotées d'un fond rond. Cette forme offre une navigation souple et stable par temps calme et nécessite moins de puissance pour la propulsion. Vous souhaitez acheter un bateau neuf ou d'occasion ?
Contrairement aux coques à déplacement, les coques planantes sont conçues pour survoler l'eau et glisser à grande vitesse. Ces bateaux réduisent la surface mouillée, diminuant ainsi considérablement la traînée et permettant une vitesse bien supérieure. Vous trouverez des coques planantes sur des bateaux à moteur, des jet skis, et beaucoup de petits bateaux à moteur.
En étudiant plus en détail les formes spécifiques de coques, on retrouve :
Coque à fond plat : Elle a un très faible tirant d'eau, ce qui la rend idéale pour naviguer en eaux calmes et peu profondes comme les lacs et les rivières. Sa forme plate offre une excellente stabilité initiale, ce qui signifie qu'elle est très stable à l'arrêt ou à l'arrêt. Ce modèle est également économique et facile à construire. Cependant, cette forme est peu performante dans les eaux agitées ou agitées, car elle peut heurter violemment les vagues, rendant la navigation inconfortable. Les virages peuvent également être moins stables.
Coque à fond en V : Elle est conçue pour fendre les vagues, elle offre une navigation plus fluide en eaux agitées.
- Coques en V profond : Leur forme en V plus prononcée est idéale pour fendre les grosses vagues en mer, offrant des performances et un confort supérieurs.
- Coques en V modifiées : Elles présentent une forme en V moins agressive.
Coque à fond rond : Un type de coque à déplacement, caractérisée par une forme arrondie qui lui permet de se déplacer avec fluidité et efficacité. Cette conception est très efficace à basse vitesse et est typique des canoës, voiliers, et autres navires à gros déplacement.
Multicoques (Catamarans et Trimarans) : Les multicoques sont des bateaux à coques multiples, tels que les catamarans (deux coques) et les trimarans (trois coques). Leur conception assure une excellente stabilité latérale et les rend souvent plus rapides grâce à une traînée réduite. Ils sont donc idéaux pour les voiliers et les bateaux à moteur, offrant plus d'espace sur le pont et un confort accru. Les bateaux pontons, un type spécifique de catamaran, sont populaires pour les loisirs, les sorties en famille et les navigations en eaux peu profondes.
Tricoque (Coque Cathédrale) : Aussi appelée coque cathédrale, elle combine des sections plates avec un centre en V. Cette conception offre une étrave très large, offrant une bonne stabilité initiale et un grand espace de pont.
Coque à semi-déplacement : Un modèle hybride combinant les caractéristiques des coques à déplacement et des coques planantes. Conçue pour naviguer en partie sur l'eau et en partie sur l'eau, elle permet des vitesses modérées tout en conservant une meilleure capacité de charge et une meilleure stabilité qu'une coque entièrement planante.
Coques perforantes : Les bateaux longs et étroits sont une tendance émergente. Ils sont conçus pour fendre les vagues plutôt que de les chevaucher, réduisant ainsi le tangage et offrant une navigation plus douce à grande vitesse. Ils sont de plus en plus utilisés sur les ferries, les navires militaires et certains catamarans de luxe.
Des Charpentiers aux Architectes Navals : Naissance de l’Ingénierie Navale Moderne | SLICE HISTOIRE
Matériaux de Construction des Coques : De la Tradition à l'Innovation
La technique du bois moulé consiste à croiser des couches de bois tranché et / ou des feuilles de contreplaqué. Les couches sont tenues par des agrafes et collées entre elles par des colles ne nécessitant pas de plaquage. On utilise des colles résines type polyuréthane ou époxyde, qui viennent saturer le bois (pénétrer dans toutes ses pores avant durcissement). À poids égal, les coques en bois moulé sont plus résistantes que les stratifiés polyester classiques, et ne demandent qu'un entretien très limité (une peinture tous les cinq ans). Il n'y a pas de risque d'osmose (pas de résine polyester), pas de risque de pourrissement (le bois est saturé de résine), pas de fissure qui peuvent apparaître grâce au croisement des couches. Le contreplaqué est également utilisé, plutôt pour des bateaux de taille modérée (maximum 12-13 m), solide mais assez peu résistant aux chocs. C'est aussi le plus durable et solide, avec notamment une énorme résistance aux chocs. Sur certains voiliers de plaisance, on utilise également l'acier inoxydable, peu utilisé car cher. Sur les bateaux de croisière, la technique dite « strongall » (aluminium épais sans structure) permet des constructions très simplifiées, d'une très grande solidité, rigidité et une grande résistance aux chocs. Le cupronickel est un alliage de cuivre proche du bronze est parfois utilisé pour sa résistance à la corrosion et son effet anti-salissures naturel (la coque n'est pas peinte sous l'eau). Ce métal est utilisé pour la construction de certains chalutiers américains.
La construction repose sur une ossature d'armature métallique (quille, couples, varangues) constituée d'armature béton de fort diamètre, mise en forme au gabarit de la coque. Leur section varie selon la résistance attendue, les liaisons sont particulières aux coques de bateau pour ne pas créer de sur-épaisseur. Le liant, à base de ciment à granulométrie et dosage très bien maîtrisés, est très souvent complété par des adjuvants utiles : hydrophobe, résines… L'application du liant se fait directement sur l'armature et les couches de grillage qui jouent alors également le rôle de moule. L'application de ce liant est fondatrice de la qualité et de la durabilité du résultat final. L'application idéale ne laissant aucune bulle d'air dans le liant, afin que celui-ci recouvre et adhère complètement aux structures métalliques. La coque résultante, si la construction est réussie, atteint le même devis de poids que la même coque en bois. Les caractéristiques mécaniques sont très proches de celles de l'acier, l'élasticité en moins. Ce sont donc des coques plutôt très solides mais qui ne se déforment pas. Si le revêtement primaire époxyde est réussi (époxydes particuliers pour application sur le ciment), alors la coque peut recevoir un traitement sous-marin cuivré de type Oceoprotect ou assimilé. Le principal avantage de ce mode de construction est de pouvoir faire des coques en forme, solides et durables sans moule. Le ferro-ciment s'est taillé une mauvaise réputation sur les côtes françaises, car il a été souvent mis en œuvre par des constructeurs amateurs aux compétences approximatives.
Constitué d'une résine souvent polyester comme matrice et d'un renfort en fibre de verre, voire en fibre de carbone, le matériau composite est très répandu dans la construction de plaisance depuis les années 1970. Il est facile d'entretien, recouvert de gelcoat. Il est solide et léger et se plie bien aux procédés industriels.
La Double Coque : Une Révolution en Matière de Sécurité Maritime
Les navires à simple coque représentent une menace plus grave pour l’environnement marin dans le cas d’un incident que les navires à double coque. Les navires monocoques ont une structure étanche constituée d’une seule paroi entre leur cargaison et l’océan. En comparaison, comme le nom le suggère, les navires à double coque ont deux parois étanches sur le fond et les côtés du navire. Dans les navires citernes à double coque, l’espace entre les coques s’étend sur toute la longueur de la zone de transport de la cargaison, constituant une importante mesure de sécurité.
À la suite de l’échouement du pétrolier Exxon Valdez, en 1989, le gouvernement des États-Unis a adopté la Oil Pollution Act of 1990 (Loi de 1990 sur la pollution par les hydrocarbures - OPA 90), qui exige que tous les pétroliers faisant escale dans des ports américains soient munis d’une coque double. Peu de temps après, l’Organisation maritime internationale (OMI) a suivi cet exemple en instaurant de nouvelles exigences internationales par rapport aux doubles coques pour les pétroliers. En 1993 sont entrés en vigueur des amendements à l’Annexe I de la Convention internationale pour la prévention de la pollution par les navires (MARPOL), la convention internationale visant la prévention de la pollution du milieu marin due aux navires, que les causes soient liées à l’exploitation ou à un accident. Cet amendement a rendu obligatoire la double coque pour les pétroliers neufs de 5 000 tonnes de port en lourd (TPL) ou plus, ainsi que pour les pétroliers de 600 TPL ou plus transportant des cargaisons internationales d’hydrocarbures lourds.
Le règlement canadien intitulé Règlement sur la prévention de la pollution par les hydrocarbures a été modifié en 1995 pour inclure les exigences de MARPOL en matière de retrait graduel des pétroliers de grande taille à coque simple ainsi que les exigences OPA 90 pour les pétroliers de plus petite taille non compris dans les exigences de MARPOL. En 2003, ce règlement a été modifié en vue d’adopter les exigences de MARPOL pour les voyages internationaux dans les eaux canadiennes ainsi que les exigences OPA 90 pour les voyages intérieurs entre le Canada et les États-Unis. Dans le secteur du transport maritime canadien, le retrait des pétroliers à coque simple s’est effectué à partir de 1995.
Le 14 octobre 2014, le pétrolier à double coque Nanny a touché le fond à l’ouest de Deer Island, dans le bras Chesterfield au Nunavut. Au moment de l’incident, une cargaison partielle de carburant diesel était à bord du Nanny. Il n’y a eu ni blessé ni pollution, mais la paroi extérieure de la coque, que l’on appelle les citernes de ballast, a subi des dommages, notamment une fissure qui a provoqué une infiltration d’eau entre les deux coques. Le Nanny a poursuivi son voyage après l’incident et s’est rendu à St. John’s (Terre-Neuve-et-Labrador) en vue d’une réparation.
Plus récemment, l’OMI a adopté une nouvelle règle qui rend obligatoire la coque double pour les soutes à combustible dans toutes les catégories de navires ayant une capacité globale en combustible liquide égale ou supérieure à 600 m³. La règle 12A, un amendement à l’annexe I de MARPOL, est entrée en vigueur en 2007. La règle prévoit également une capacité maximale de 2 500 m³ pour chaque soute à combustible étant donné que les navires de grande taille peuvent transporter une quantité de combustible liquide égale ou supérieure à 5 000 m³. Par exemple, les navires commerciaux de grande taille faisant escale dans des ports canadiens sont autorisés à transporter environ la même quantité d’hydrocarbures que les navires-citernes de petite taille qui naviguent dans les eaux de juridiction canadienne. L’objet de ce nouveau règlement est de rendre obligatoire la même norme de sécurité et de prévention des accidents pour les soutes à combustible que celle qui est requise pour les citernes de cargaison dans les pétroliers.
La conception de la coque est primordiale pour la sécurité et le confort. Des caractéristiques telles que les doubles coques assurer la redondance et la protection en cas de violation. Les quilles ajoutent de la stabilité et empêchent un bateau de dériver latéralement. Les flaps aident un bateau à maintenir son équilibre et à naviguer efficacement. Choisir un bateau ne se résume pas seulement à la taille ou au moteur, mais fondamentalement à la carène.
L'Évolution des Coques de Sous-marins : Entre Forme et Pression
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 hydrodynamique en plongée, mais l'augmente en surface et dégrade la tenue à la mer 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. Ce n'est qu'à la fin de la Seconde Guerre mondiale que les sous-marins ont eu besoin de rester submergés pour échapper à la détection par avions et par radar, et la forme en cigare est redevenue d'actualité pour améliorer la vitesse et réduire le bruit. La coque est surmontée du massif abritant le périscope et les différents mâts pour les systèmes électroniques (radar, radio, guerre électronique, etc.).
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. Depuis la Première Guerre mondiale, on s'est rendu compte que la forme optimale pour résister à la pression (sphérique) ne convenait pas à une bonne tenue à la mer (coque de navire 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 intérieure supportant la pression, une coque extérieure pour une forme optimale ; la coque extérieure est remplie d'eau pendant la submersion. 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.
À la suite du naufrage de l'Exxon Valdez en 1989, les États-Unis voient dans une double coque une sécurité supplémentaire pour éviter une pollution. Bien qu'il y ait moins besoin de différentes formes, la double coque présente 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, habituellement plus longue et complexe à assembler, devient moins difficile à assembler. Si le sous-marin est endommagé, la coque externe peut encaisser les dégâts sans que le sous-marin ne soit trop affecté. L'inconvénient majeur de la double coque est la quantité de travail manuel à fournir pendant la construction ; l'Union soviétique avait choisi d'adopter la technique de la soudure et disposait d'une main d'œuvre moins chère qu'aux États-Unis ; de plus, l'Union soviétique voulait opérer sous la glace de l'océan Arctique où les sous-marins devaient briser la glace pour lancer leurs missiles.
La coque de pression est généralement construite en acier épais à haute résistance, avec une structure complexe et une grande résistance en réserve ; elle est divisée en compartiments par le biais de cloisons étanches. Il est difficile d'augmenter la profondeur maximale : en augmentant l'épaisseur de la coque, le poids total augmente, à moins de réduire le poids de l'équipement embarqué (à l'extrême, on obtient un bathyscaphe) ; si les sous-marins civils peuvent se le permettre, ce n'est pas le cas des sous-marins militaires qui nécessitent de nombreux équipements. 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 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 plongée la plus profonde est le Komsomolets, à 1 000 m. Un sous-marin de classe Alfa aurait plongé à 1 300 m, mais une opération continue à cette profondeur endommagerait de nombreux systèmes du sous-marin.
La construction des coques intérieures est compliquée par le fait qu'elles doivent 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 (25,4 mm) de déviation de la forme ronde entraîne une baisse de 30 % de la pression hydrostatique maximale et donc de la profondeur maximale. 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.
L'Impact de la Forme de la Coque sur les Coûts et l'Environnement
La forme de la coque a un impact direct sur les coûts d’exploitation et d’entretien d’un bateau. Les carènes planantes sont performantes et rapides, mais aussi gourmandes en carburant, nécessitant des moteurs puissants. En revanche, les coques à déplacement sont lentes mais remarquablement économes en carburant, ce qui les rend économiques pour les croisières au long cours. L’avenir de la conception des coques est axé sur l’efficacité, la sécurité et les nouveaux matériaux.
Comprendre les différents types de coques n'est qu'un début. La véritable valeur ajoutée réside dans l'application de ces connaissances pour faire le meilleur choix en fonction de vos besoins spécifiques. Vous souhaitez acheter un bateau neuf ou d'occasion ?