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Corps remorqué dans l’eau

Frédéric Elie, août 2007

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Dans bien des domaines techniques, civiles comme militaires (océanographie, activités sous-marines, pêche, sauvetage en mer, activités contre la pollution, etc.) on est amené à réaliser le remorquage d’un corps sous-marin par un bateau. Modéliser et prédire les comportements d’un tel corps, de nature et de forme très diverses, sont très complexes et nécessitent des codes de calculs élaborés de mécanique des fluide.

Dans cet article on s’intéresse à la modélisation très simplifiée du comportement d’un corps remorqué dans l’eau par un bateau. En particulier, on étudie la relation qui peut exister entre la vitesse du remorqueur et l’immersion du corps remorqué. De prime abord, l’intuition permet de s’attendre à ce que l’immersion diminue lorsque la vitesse augmente : en effet l’augmentation de la vitesse entraîne une augmentation de la force de tension au niveau du câble de remorquage (supposé rigide) et donc une situation où le poids du corps est de moins en moins compensé par la poussée d’Archimède, puisque à celle-ci vient s’ajouter ce surcroît de tension, par suite le corps remonte. C’est ce que confirme le calcul, comme on le verra : la courbe immersion-vitesse est régulièrement décroissante (ou croissante si on prend les valeurs négatives pour l’immersion). Ce résultat général est toutefois contredit dans certains cas comme l’ont montré des expériences et des observations en situations réelles : pour certaines plages de vitesse, on observe un plateau, ou un comportement localement inverse, pour l’immersion. Il n’est pas évident, dans l’approche simplifiée proposée ici, d’expliquer cette « anomalie » : quelques tentatives d’ « affinement » ne suffisent pas. Par contre, elle pourrait s’expliquer par le fait que le câble de traction n’est pas infiniment rigide : en effet, prenant en compte une certaine élasticité du câble, toujours dans le modèle simplifié, chose qui conduit à une situation calculatoire assez inextricable, je crois arriver à certaines conditions pour lesquelles la courbe cesse d’être monotone et présente un point d’inflexion. Mais mon approche peut être sujet à caution, vos remarques sont les bienvenues.



©Frédéric Élie, août 2007 - http://fred.elie.free.fr - page 1/1