Dessine-moi un bateau !

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octobre 2010
Modélisation de l’écoulement de l’eau autour d’un bulbe de quille (ici, vu sous deux angles différents d’un Class America). On distingue les zones de ralentissement du fluide (en bleu), d’accélération (en rouge) et les zones d’enroulement tourbillonnaire, qui peuvent augmenter la traînée du bulbe.
© HydrOcean - Multiplast

Une jeune entreprise de Nantes optimise les performances des navires grâce à la simulation numérique.

Prise de conscience écologique, évolution de la réglementation internationale ou anticipation de la hausse des prix des carburants, les armateurs sont désormais à la recherche de navires “propres” mais toujours performants. Pour concilier ces deux objectifs sans multiplier les coûts de conception, nombre d’architectes navals font désormais appel aux services de sociétés innovantes telles que HydrOcean. Cette start-up, installée à l’École centrale de Nantes (ECN), met au point des outils de simulations numériques permettant d’optimiser les performances hydrodynamiques des navires. Comment ? En recherchant la (ou les) forme(s) de carène (partie immergée de la coque) la plus adaptée à l’activité du futur navire grâce à des logiciels de calcul et de modélisation. « Ces outils nous ont, par exemple, permis d’évaluer virtuellement la capacité de différentes formes de flotteurs du trimaran Groupama 3, concurrent de la prochaine Route du Rhum, à atteindre une vitesse de 30 nœuds et à répondre ainsi aux attentes de l’architecte », confie Erwan Jacquin, créateur et directeur d’HydrOcean.

Cent carènes testées en quelques jours

Aujourd’hui, HydrOcean travaille, à travers le projet Optnav(1), à améliorer ses logiciels en termes de précision et de rapidité. « À ce jour, nous sommes en mesure de tester de façon automatique la résistance à l’avancement(2) d’une centaine de formes de carènes en quelques jours avec une précision de l’ordre du 1%. Nous commençons par ailleurs à simuler des phénomènes plus complexes comme le passage dans la houle, la manœuvrabilité ou l’autopropulsion, des questions réservées jusque-là aux essais en bassin ou en mer. Comparativement à ces derniers, le traitement numérique réduit par 5 à 20 les temps et budgets de conception », annonce Erwan Jacquin. Ce gain de temps et d’argent n’a pas échappé à STX Europe (chantiers de construction navale de Saint-Nazaire), déjà client d’HydrOcean et désormais partenaire du projet Optnav aux côtés de Bureau Veritas, chargé de la classification et de la certification des navires. Outre les domaines naval (paquebots de croisière, bâtiments militaires...) et nautique, ces avancées intéressent également les industries pétrolières (plates-formes offshore) et énergétiques (hydroliennes...). Dessiner la carène d’un bateau implique pour l’architecte de trouver le meilleur compromis entre vitesse, passage dans la houle et manœuvrabilité.

Augmentez la vitesse mais pas la gîte !

« Instinctivement, en réduisant la largeur de la carène d’un voilier de course, on imagine pouvoir en diminuer la traînée et donc gagner en vitesse. En réalité, cette modification accentue la gîte du voilier (inclinaison du navire sur le côté) et détériore la puissance propulsive fournie par les voiles », explique Erwan Jacquin. « Modéliser ce type de phénomène implique de tenir compte notamment des interactions entre le fluide, la forme de la coque et les appendices(3) », indique Bertrand Alessandrini, responsable de l’équipe Hydrodynamique et génie océanique du laboratoire de mécanique des fluides de l’ECN. Travaillant en étroite collaboration avec HydrOcean, son équipe est amenée, au cours de ses recherches « d’ordre plutôt fondamental », à développer de nouveaux algorithmes intégrant de plus en plus de paramètres afin de refléter au mieux la physique du monde réel. « Une fois nos codes de calculs testés, HydrOcean se charge de les valoriser en les adaptant aux besoins industriels. »

BATEAUX ET FRIGOS, MÊME COMBAT !
Après l’électroménager et le bâtiment, c’est au tour des bateaux de passer à la loupe des diagnostics énergétiques. Bureau Veritas(4) travaille à mettre en place une méthode d’évaluation de la performance environnementale des navires : le GreenratingTM, en s’appuyant notamment sur les travaux du projet Optnav. Jusqu’alors, l’effet des navires sur l’environnement était évalué en termes d’émissions de gaz (NOx et SOx)(5), d’hydrocarbures, de déchets solides et liquides. Ces dernières années, la communauté maritime internationale cherche à réduire également leurs rejets de CO2. Pour ce faire, les armateurs peuvent choisir d’optimiser la production d’énergie de leurs bateaux ou d’en diminuer la consommation. « Nous savons, par exemple, qu’une carène mieux profilée entraîne une consommation moindre. Il est cependant nécessaire de vérifier que toute nouvelle forme ne pénalise pas les performances du navire en termes de résistance à l’impact des vagues (slamming), de stabilité et de tenue à la mer », souligne Philippe Corrignan, ingénieur de recherche à la division marine de Bureau Veritas.
Rens. : Philippe Corrignan Tél. 06 76 76 00 65
philippe.corrignan@bureauveritas.com

 

Erwan Jacquin lève le voile

À 36 ans, Erwan Jacquin est à la tête d’une start-up innovante qui a le vent en poupe. Après trois ans d’activité, HydrOcean compte déjà une douzaine d’employés. Aussi longtemps qu’il se souvienne, ce Breton, petit-fils d’armateur de bateaux de pêche, a toujours été passionné par la mer et la voile. « J’ai tout fait pour réussir à lier ma passion à mon métier », confie-t-il. En 1995, il intègre l’École centrale de Nantes (ECN) et se spécialise en hydrodynamique. À sa sortie, il est embauché au bassin d’essai des carènes de la Direction générale de l’armement du ministère de la Défense à Paris. Féru de simulation numérique, il décide de préparer, en parallèle, une thèse sur le sujet à l’ECN, sous la direction de Bertrand Alessandrini, responsable de l’équipe “Hydrodynamique et génie océanique” avec qui il imagine, quelques années plus tard, HydrOcean. « Faire une thèse m’a permis d’approfondir mes connaissances mais je n’étais pas attiré par la recherche fondamentale, avoue-t-il.

Je voulais appliquer mes avancées à des projets concrets de construction de navires, être à l’interface entre le monde de la recherche et celui de l’industrie. Cela exige d’interagir avec des personnes aux cultures différentes, de savoir jongler avec la nécessaire indépendance et la liberté de travail des chercheurs, et les contraintes temporelles et financières des industriels. » 

Renseignements : 
Dominique Le Lannou Tél. 02 99 26 59 11 dominique.lelannou@chu-rennes.fr

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Julie Danet

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