THÈME D ========= Les navires à grande vitesse NGV. Présidence : Monsieur André COMBEAU Ingénieur Général des Ponts et Chaussées

THÈME D ========= Les navires à grande vitesse NGV Présidence : Monsieur André COMBEAU Ingénieur Général des Ponts et Chaussées Rapporteur : Monsieur Patrick PALUS Chef du Département Surveillance de la Navigation Maritime et Sauvetage SOMMAIRE : La problématique des navires à grande vitesse Intervention : Philippe MALER... 7 Les problèmes des navires à grande vitesse Intervention : Yann DOUTRELEAU... 9 Risques associés aux vagues créés par les navires à grande vitesse Intervention : Denis AELBRECHT, Jean-Claude DERN et Yann DOUTRELEAU... 15 Météorologie marine et NGV : un nouveau regard Intervention : Philippe DANDIN... 39 Navires rapides et sécurité du trafic maritime. Aspect réglementaire Intervention : Camille ROBAGLIA... 43 NGV et trafic maritime, point de vue de la passerelle Intervention : Jean-François ROSSIGNOL... 47 Les engins à grande vitesse dans le détroit du Pas-de-Calais. Le point vue du CROSS Intervention : Philippe BACQUET... 51 Pertinence technique et économique du frêt maritime à grande vitesse Intervention : Jean-Claude DELLINGER... 55 Le projet Fastship Frêt Intervention : Jacques MESNILDREY... 65 Le CORSAIRE 1300 NGV 3 Intervention : Christian GAUDIN... 71 La régulation du trafic, spécificité NGV-VTS port Intervention : Jean-Jacques FOURNIER... 83 NGV et projets européens Intervention : Jean-François ROSSIGNOL... 85 Aide à la prise de décision opérationnelle en mer Intervention : Pierre LASNIER... 91 J.T. 2001 - Thème D 1

2 J.T. 2001 - Thème D

Conclusions du Thème D Les navires à grande vitesse NGV ----------- Président André COMBEAU - Rapporteur Patrick PALUS ----------- Le choix d'un thème «navires à grande vitesse (NGV)» s'est imposé comme sujet à développer dans le cadre des journées scientifiques et techniques du CETMEF. Il est apparu comme un élargissement souhaitable des centres d'intérêts habituellement traités par le CETMEF puisque touchant à la fois, les modes de transports maritimes, les infrastructures et modalités d'accueil des navires dans les ports et la sécurité de la navigation maritime. Il ouvre aussi des perspectives de développements intéressants concernant l'emploi de hautes technologies, les nuisances en environnement maritime et justifie d'un fort potentiel de recherches en cours ou à mener. L'intérêt de cette option a été confirmé par quatre-vingt-dix-sept inscriptions sur tout ou partie de la journée avec une présence effective variant entre soixante et soixante-dix personnes sur la journée. Pourquoi des NGV, quels enjeux, de quoi s'agit-il, quelles problématiques économiques, quelle incidence sur la sécurité du trafic maritime et sur l'environnement, quel avenir? Voilà quelques aspects que les exposés et débats ont permis d'aborder le 03 octobre 2001 dans l'amphithéâtre «Gay-Lussac» de la rue Monge. Le NGV est un mode de transport récent et en totale évolution, loin d'avoir atteint son rythme de croisière, pour reprendre l'expression du Président André COMBEAU. Répond-il pour cela à un besoin profond d'une clientèle avide de vitesse (40/42 nœuds contre 20/24 nœuds pour les ferries classiques), à un intérêt des armateurs (réduction des coûts), à une mode? La question n'a pas été autrement discutée que pour introduire le sujet, et constater : i.le fait de sa présence répandue dans le monde sur des créneaux de distances relativement courtes (<=200 milles) et ciblées sur des lignes à fort trafic de passagers et de véhicules, ii.une tendance à l'augmentation significative de la vitesse des ferries (28/30 nœuds) qui bénéficient en outre d'un confort accru. Philippe MALER a dégagé quelques problématiques NGV du point de vue de la sous direction de la Flotte. Il les a posées en termes de coûts de construction et de fonctionnement plutôt inférieurs à ceux des navires classiques, de fiabilité à améliorer, de sensibilité excessive à l'évolution du coût du combustible entraînant une rentabilité aléatoire, de succès commercial réel (33% de passagers transportés par NGV sur la Corse 1, coût unitaire 2 inférieur de 20% aux ferries) mais ne se traduisant pas par des commandes nouvelles de NGV après les livraisons 2001. Pour lui, le NGV, présent sur des liaisons à fort trafic a indiscutablement constitué un moteur de la modernisation et de l'amélioration du transport de passagers, et ses perspectives restent pour le moins contrastées dans un contexte de forte évolution des ferries classiques (vitesse et confort). Présentant un document de Stéphane CORDIER, Yann DOUTRELEAU a éclairé l'assemblée sur les différents types de navires à grande vitesse. Il a rappelé qu'un NGV se caractérise par le fait que le nombre de FROUDE qui lui est attaché, reliant vitesse et longueur, est supérieur à ½. Cette définition qui classe un Zodiac en NGV et l'ex France en navire normal est elle toujours pertinente et suffisante? Il existe une grande variété de navires possibles à partir de trois concepts de base (navire : à déplacement, à portance statique 3, à portance dynamique 4 ) et d'architectures associant des combinaisons de ces concepts et mettant en jeux des choix de réalisation (forme de carène, propulsion, motorisation, matériaux). Le bassin d'essai des carènes en a fait une étude d'intérêts comparés au plan de l'efficacité et de la tenue à la mer pour une charge utile transportée de 2000 t. Cette étude dégage un léger avantage pour les monocoques à carènes en V allongées et dans une moindre mesure pour les catamarans. 1 Estimation 2001 Société Nationale Corse Méditerranée (SNCM) 2 Estimation SNCM 3 Coussin d'air 4 A aile portante (foils) J.T. 2001 - Thème D 3

Le déplacement des navires en général, et celui des NGV en particulier, provoque des trains de vagues dont la propagation vers la terre crée un ressac qui peut être dangereux. L'intensité de ce ressac dépend principalement de la vitesse du navire et de la bathymétrie locale. La présentation par Jean-Claude DERN, Yann DOUTRELEAU et Denis AELBRECHT, des travaux entrepris à la demande du BEA Mer pour modéliser le ressac associé aux mouvements des NGV, a été d'une haute valeur technique. Les échanges de vues qui ont suivi ont démontré que la complexité des phénomènes en jeux justifiait d'un travail d'approfondissement encore important et la nécessité d'étudier les applications au cas par cas. Dans son état de développement actuel, le calcul a permis de conforter a posteriori le choix du Préfet Maritime de Méditerranée pour son arrêté de limitation de la vitesse à 15 nœuds aux approches du port de Nice. Pour répondre à une demande forte de sécuriser les activités de plaisance (embarcations et baigneurs), il a vocation d'aider à fixer les seuils de vitesse adaptés aux enjeux et configurations locaux. Dans certains cas, l'information de passage de NGV, incitant les usagers à prendre des dispositions pourrait être un complément aux mesures réglementaires de limitation de vitesse. D'autres voies de réduction des effets de ressac, telles que l'amélioration des carènes ou des modes de propulsion, restent à étudier. L'environnement météorologique joue un rôle primordial dans la décision du départ et dans la route à suivre par le navire NGV. Sous un regard nouveau, Philippe DANDIN a précisé la manière dont la Météorologie Nationale compte affiner son service de prévision pour l'adapter aux besoins spécifiques des NGV. Il rappelé que les armateurs et les capitaines de NGV ont une demande constante d'amélioration des prévisions mais que la définition de leurs besoins a évolué à la suite d'incidents survenus à certains NGV. La demande porte toujours sur une réduction d'erreurs de prévision - ce qui est le cas pour toute activité - ainsi que sur une capacité de «prévision immédiate». En outre, les NGV ont besoin d'une description des états de mer plus précise - et en premier lieu plus informative - qu'au travers de la seule et traditionnelle indication de hauteurs de vagues et de houles. En parallèle aux actions de recherche à long terme et aux progrès permanents de la météorologie, Philippe DANDIN propose trois actions dont l'impact pour améliorer la couverture météorologique fournie aux NGV sera direct. La réduction des erreurs de prévision en Méditerranée et la capacité, si nécessaire, de recalage des prévisions passe par une augmentation des observations en mer, notamment à l'aide de stations automatisées (BATOS) à installer sur des navires volontaires. La question du financement de cet investissement est cependant posée à l'ensemble des parties concernées : Météo-France, assurant le coût annuel de maintenance et des transmissions, ne peut pourvoir seul à tous les investissements. Il annonce par ailleurs que Météo-France va mettre en œuvre un nouveau modèle de prévision d'état de mer tirant partie des récents progrès de la modélisation. Enfin, il insiste sur la nécessité de repenser le contenu de l'information fournie aux NGV, faisant le constat que les modèles numériques ont un potentiel de représentation de la complexité des états de mer (mers croisées par exemple) qui n'est actuellement que très pauvrement exploité. Dans l'attente de ces améliorations, Pierre LASNIER a pu montrer en fin de journée qu'il existe bien une place pour un conseil météorologique personnalisé permettant aux responsables d'opérations NGV d'interpréter aux mieux les données diffusées par Météo-France dans leur processus de décision opérationnel (départ, routes suivies, allures, ) pour leur éviter d'engager ou de poursuivre une navigation dans des conditions de mer trop dures pouvant excéder les seuils de tolérance admis pour l'utilisation des NGV. En matière de sécurité de la navigation maritime, Camille ROBAGLIA, Jean-François ROS- SIGNOL et Philippe LE LEUXHE, puis Philippe BACQUET ont exprimé successivement, les aspects réglementaires et les points de vues complémentaires de la passerelle et d'un CROSS. Le faible nombre d'accidents (de navigation) constaté n'est probablement pas significatif en raison de la place relative des NGV en service sur l'ensemble de la flotte mondiale. Les NGV sont des navires dotés de fonctions redondantes et performantes, ils sont maniables et agiles en vitesse, ce qui en fait en principe des navires plus sûrs. Leurs équipages sont spécifiquement qualifiés et agréés NGV par vérification de leur compétence ce qui va dans le même sens. Cependant, même minimes, des facteurs de risques existent. La vitesse apporte un stress important 4 J.T. 2001 - Thème D

pour le personnel de passerelle qui assure un intense effort de vigilance et doit gérer une très grande quantité d'informations dont la présentation doit encore être améliorée ; elle peut être un facteur aggravant en cas de collision. En outre, l'examen des situations de rencontre dans les zones à fortes fréquentation fait apparaître des prises de risques et des situations à risque en quantité non négligeable. Ainsi en est-il de croisements plus proches que pour les autres navires (< 0,3 mille), d'habitudes prises par les NGV d'enfreindre certaines règles COLREG (n 17 principalement). Au sentiment de maîtrise et de sécurité ressenti à bord du NGV s'oppose le sentiment d'incertitude voire d'insécurité sur des navires surpris par les manœuvres de NGV. D'autres navires habitués à croiser des NGV en perdent le réflexe d'amorcer une manœuvre d'évitement. Philippe BACQUET a également appelé l'attention de l'auditoire sur les règles de conception des EGV qui lient les durées de survie de ces navires à leur vitesse d'évacuation alors que des passagers évacués ne peuvent pas être considérés comme étant en sécurité. Sans conséquences pour le moment ces observations conduisent à s'interroger sur l'opportunité d'une évolution de la réglementation, tant au plan de la navigation que de la conception et sur les conséquences éventuelles d'une décision d'évacuation d'un NGV sinistré. Au plan économique, l'étude réalisée par TECHNICATOME au titre du projet européen EMMA 5 a produit une analyse très complète de la demande de transport rapide pour le fret et des avantages et inconvénients des différents modes permettant de la satisfaire. Dans la présentation qu'il en a faite, Jean-Claude DELLINGER a confirmé l'existence d'un marché important. Ceci ne doit pas être confondu avec navire rapide. Il s'agit de satisfaire des besoins de transport «porte à porte» sur des axes à forte demande subissant des engorgements de trafics terrestres routiers ou de transbordement. Mais les ports ne sont pas encore adaptés aux navires rapides, les ruptures de charges à l'interface port-navire apportant des délais excédant le gain de temps attendu de l'emploi de NGV. De surcroît, la perception généralement défavorable qu'ont les décideurs du transport maritime (trop lent, pas flexible, taxes portuaires incomprises,..), demande à être fortement améliorée pour que ceux-ci modifient leurs choix de mode de transport. Par ailleurs, la réglementation actuelle comporte quelques freins à l'efficacité des navires à passagers à grande vitesse (notamment l'obligation de pilotage à l'entrée des ports par exemple en méditerranée). La pertinence du navire à grande vitesse devant le navire rapide n'est pas avérée pour le fret dans les conditions de l'étude présentée. Au nom de la CCI Cherbourg, Jacques MESNILDREY a présenté le projet FASTSHIP qui ambitionne de résoudre les handicaps précités. Ce projet prévoit de réaliser entre l'europe et les USA un système logistique intégré de transport rapide en sept jours porte à porte faisant appel à des navires NGV pour la partie maritime entre Cherbourg et Philadelphie et incluant manutention portuaire optimisée et transports terrestres appropriés. L'objectif ambitieux de prendre environ 5% du marché évalué à 37 Mt/an et de réussir un taux de remplissage à 85% des navires, est fondé sur, des solutions innovantes de chargement-déchargement, une forte intégration des transports d'éclatement et un pari de capter une part de marché sur celle du transport aérien. Ce dernier point mettrait le projet à l'abri d'une réaction de la concurrence du transport maritime classique qui dispose de marges importantes d'amélioration. Ce projet reste cependant soumis à des conditions de fiabilité et de desserte SNCF dont les paramètres de contrôle semblent en voie d'être maîtrisés entre partenaires. Christian GAUDIN, l'un des concepteurs du corsaire 13 000 NGV3 en service sur la ligne SNCM Nice-Bastia, est venu en faire la présentation. Capable d'emporter 1 116 passagers et 250 voitures à la vitesse de service de 42 nœuds, ce navire monocoque à carène en V bénéficie d'un haut niveau de qualité de réalisation et de confort qui répond au besoin de l'armateur de séduire la clientèle. Les problématiques, sécurité, structures, systèmes de stabilisation, agencement de passerelle et exploitation technique qui ont été abordées témoignent que le savoir faire, déployé pour la conception et la construction de ce navire, est le fruit de nombreuses recherches et développements. Les débats sur la survenance d'accident portant atteinte aux structures ont montré qu'un effort de recherche demeure nécessaire notamment sur la connaissance des efforts résultant de houles croisées, et que la réglementation devrait envisager de permettre une évolution vers des structures plus élastiques. 5 European Marine MotorwAys (EMMA) J.T. 2001 - Thème D 5

Jean-Jacques FOURNIER a rappelé le rôle des opérateurs VTS dans le management du trafic commercial et les problèmes spécifiques soulevés par l'accueil et la régulation d'un trafic NGV. Il a souligné que, malgré leur particularité de fournir des ETA plus précoces et de disposer de capacités manœuvrières plus importantes que les autres navires à l'approche des ports, la régulation du trafic NGV et la gestion des priorités ne posent pas trop de problèmes aux capitaineries en raison d'un bon comportement général des commandants de ces navires. Il arrive cependant que les capitaines de port soient confrontés à des choix difficiles en raison de la pression commerciale. L'intérêt de ces NGV qui assurent des liaisons en un temps très court peut être contrarié par l'aspect réglementaire qui limite la vitesse uniformément pour tous les navires à l'intérieur des ports et parfois à l'extérieur comme, par exemple déjà cité, à l'approche de Nice. Ainsi, l'avantage de cette très grande vitesse est diminué du fait d'accès sensibles ou de terminaux inadaptés ou mal disposés en fond d'une darse. Des commandants ont ajouté qu'un ralentissement pour attente de tour en approche peut provoquer une perte sensible de manœuvrabilité du NGV si la vitesse baisse en dessous de dix nœuds. L'infrastructure d'accueil NGV se doit donc d'être située en entrée immédiate du port pour être efficace et ne pas être sujette à file d'attente. Jean-François ROSSIGNOL a fait un point d'information rapide de trois projets européens impliquant la SNCM et concernant différents aspects du transport NGV : FASS (FAst Ship Safety) achevé, TOHPIC (Tools to Optimize High speed craft to Port Interface Concepts) en cours, WINGS FOR SHIP (Real time Weather on-line Information Network for early warning, Guidance and Supervision in European water) débutant. De nombreux autres projets européens touchant de près ou de loin les NGV sont en cours ou en perspectives. Christian GAUDIN a notamment signalé à l'attention du rapporteur ceux d'entre eux auxquels sa société participe 6 ou propose de les mettre en oeuvre 7. Tout au long de cette journée, les débats ont montré que le domaine des NGV demeure un champ important d'investigations potentielles. Sans vouloir être exhaustif Patrick PALUS a rapporté «in fine», les besoins de recherche notés au fil des interventions et débats. Ils concernent : l'efficacité des carènes, la prévision du ressac, le recueil et le traitement des données météorologiques en vue de la prévision, l'ergonomie des postes de pilotages, la détection d'obstacles semi submergés, l'interface navire - port, la maîtrise des consommations et des pollutions associées. Ils visent aussi les études de définition ou d'adaptation des réglementations en matière, de structures (résistance et survie), de niveau de performances et de circulation maritime. D'une façon générale, le sujet NGV révèle un caractère transversal prononcé à la croisé des questions techniques et des questions socio-économiques. Il existe dès lors beaucoup de besoins de recherche : connaissance technique, perspective en terme de nouveau service, position concurrentielle par rapport à d'autres services. Le président COMBEAU a conclu en précisant que cette journée avait atteint son objectif en permettant de dresser un bilan intéressant des problématiques et questions se rattachant au phénomène N.G.V. De nombreuses recherches très poussées, rapidement mises en œuvre, ont été nécessaires, au bénéfice de la sécurité, de la fiabilité et de l'impact sur l'environnement, mais beaucoup reste à faire, comme l'ont montré les débats. La mise en service du NGV a par ailleurs conduit les armateurs à améliorer les performances des ferries classiques pour rester dans la compétition et permis aussi un début de reprise de parts de marché sur l'aérien. En définitive, c'est tout le transport maritime passagers qui bénéficie des apports technologiques générés par les NGV et peut-être demain en sera- t- il de même pour le transport du fret notamment au travers du projet FASTSHIP. Dans tous les cas cependant, c'est l'ensemble de la chaîne de transport qui devra être impliquée dans les gains de temps. Il restait au président de séance à remercier les organisateurs d'avoir pensé à rassembler autour de ce thème la plupart des acteurs français concernés par ce type de transport et d'y être parvenu en grande partie. 6 FASTHTS (utilisation d'aciers à haute limite élastique 690 mpa) ; FLOWMART (réduction des vagues) ; 7 FASTALU (étude de la fatigue des structures AG) ; FAST POP (étude des podes pour navires rapides de 35 à 40 nœuds) ; SPILT (étude de ferry rapide 10 000 t - 40 nœuds). 6 J.T. 2001 - Thème D

LA PROBLÉMATIQUE DES NAVIRES A GRANDE VITESSE Intervention de Philippe MALER, Sous-directeur de la Flotte de Commerce à la Direction du Transport Maritime des Ports et Littoral 1.- Le point de vue de la DTMPL Suivi économique du secteur de la marine marchande / tutelle d armements publics / encadrement juridique des liaisons maritimes nationales. 2.- N est pas un point de vue sécurité maritime. Ce point sera traité à plusieurs reprises, par intervenants sous plusieurs angles n est pas non plus un point de vue de technique de construction monocoque CATAMARAN ou TRIMARAN la tutelle de la construction navale appartient au ministère chargé de l industrie. 3.- Mon propos n est pas d anticiper sur des modes d exploitation qui ne sont aujourd hui, que virtuels (le transport de fret par navire dédié). Ce point sera abordé cet après midi. 4.- Quatre types de liaisons concernent directement à des degrés divers la DTMPL 4.1.- Des petites liaisons insulaires domestiques à contraintes de service public. 4.2.- Des liaisons relativement courtes(quelques dizaines de milles nautiques) sur des dessertes en libre concurrence d îles à caractère touristique. Aux Antilles et en Polynésie et sur les Iles anglo-saxonnes. 4.3.- Les dessertes de la Grande Bretagne : assurées par 2 compagnies françaises a participation publique de la très courte (25 nautiques) à la moyenne distance (200 nautiques) avec une concurrence mer /lien fixe pour la courte distance. Le trafic est important toute l année du fait en particulier d un volume très élevé de fret qui amène la mise en place de navires uniquement dédiés au fret qui coexistent avec des navires transbordeurs classiques accueillant voitures et poids lourds. 4.4.- Les liaisons insulaires sur la Corse : entre 100 et 150 milles nautiques contraintes de service public pour la desserte passagers et fret (qui ne sont plus fixées par l Etat mais sont du ressort de la collectivité territoriale). Le concessionnaire actuel est une compagnie publique qui est déjà soumise à la concurrence de compagnies opérant soit des liaisons internationales plus courtes que la distance Corse continent français. J.T. 2001 - Thème D 7

5.- Les conditions dans lesquelles se pose pour l Administration chargée de la flotte la problématique 5.1.- La vitesse des NGV est grosso modo légèrement inférieure ou équivalente à celle des navires classiques opérant sur tous types de liaisons. 5.2.- La capacité des NGV initialement très inférieure à celle des transbordeurs classiques tend à s en rapprocher. 5.3.- En terme de prix d achat la différence est également notable. 5.4.- L équipage d un NGV est beaucoup plus réduit que celui d un transbordeur. 5.5.- La répartition des coûts d exploitation autres que d équipage est également très différente entre un transbordeur classique et un NGV. 5.6.- Coût au passager transporté. 6.- L exploitation commerciale des NGV et aléas de disponibilité 7.- Enseignements pouvant en être tirés. 8 J.T. 2001 - Thème D

LES PROBLÈMES DES NAVIRES A GRANDE VITESSE Intervention de Yann DOUTRELEAU, d après S. CORDIER DGA Bassin d Essais des carènes Efforts hydrodynamique : Efforts hydrostatiques : Nombre de Froude : V 05. gl. V : Vitesse du navire L: Longueur dunavire France : NGV non Zodiac : NGV oui QU EST CE QU UN NGV? (tout est relatif) 05. ρ V ρ gh 2 Longueur (m) 250 200 150 100 QUELS SONT LES PROBLÈMES? COÛT DE TRANSPORT Construction Opération (équipage, consommation,...) Maintenance (fréquence, non-disponibilité,...) LIMITES D UTILISATION Distance franchissable Etats de mer limites Installations portuaires Sécurité/environnement (collision, vagues, pollution) LIMITES TECHNOLOGIQUES Structure et matériaux Propulsion Tenue à la mer/tranquillisation - 50 Fn=0.35 Navires à déplacement Navires rapides 0 20 40 60 Vitesse (nds) Fn=0.5 Fn=1.5 J.T. 2001 - Thème D 9

AUTRES MOYENS DE TRANSPORT Pas compétitif par rapport au train et camion Marginalement intéressant par rapport aux avions V (km/h) P (MW) dwt (t) Coef Corsaire11000 69 24 320 1.09 Mai Mols 86 24.8 230 1.25 MDV1200 70 27.5 290 1.35 Hisho 100 25.5 200 1.27 Stena HSS 74 80 703 1.53 CataLinkV 80 28.3 450 0.79 destinations côtières trajets courts encombrement > avion Grande diversité de concepts LA FAMILLE DES NAVIRES RAPIDES Portance archimédienne Navire à déplacement: 1;0;0 Concepts purs Concepts hybrides Coque planante: 0.7;0;0.3 NES/AQL: 0.4;0.6;0 Hyswas: 0.4;0;0.6 Coussin d'air: 0;1;0 Portance statique Hydroptère: 0;0;1 Portance dynamique DES RÉALISATIONS MARQUANTES Famille des Corsaires (monocoque élancé à forme en V) Cata Link V (Cata perce-vagues) «Ruban Bleu» le 20/7/98 à 41.2 noeuds 91 m, 50 nds max, 450 t dwt, diesel Stena HSS (Cata semi-swath) 120 m, 40 nds, 700 t dwt, T/G Hisho (NES) 70 m, 54 nds, 200 t dwt, T/G 10 J.T. 2001 - Thème D

LA FLOTTE DES NAVIRES RAPIDES Navires à passagers : Ferries : Cargo : aucun... 50/an 10/an beaucoup de concepts 2 concepts monocoque catamarans PERSPECTIVES : FRET TRANSATLANTIQUE Projets (monocoque) : BIW feeder : 200 m, 34 nds, 6300 t dwt, G/T (55 MW) PROBLÉMATIQUE COMPLEXE DANS LE CHOIX DU CONCEPT Puissance installée (coût, charge utile) Tenue à la mer (confort, disponibilité) Sécurité (collision, trafic) Effets de dimension matériaux de construction forme de carène (Froude modifié) Régulation (stabilité, pollution) Vagues sur les berges Compatibilité avec les installations portuaires, etc. COMMENT CHOISIR «LE CONCEPT» Forme de carène (Puissance, Confort) Monocoque Catamarans NES Trimaran, etc. Propulsion Hydrojets Hélices marines (trans/super cavitantes) Hélices aériennes Motorisation Diesel Turbines à gaz Matériaux Aluminium Aciers spéciaux Composites, etc. Il n y a pas de réponse universelle Données : Déplacement total (Ptotal) Distance franchissable Durée du trajet ou vitesse moyenne Paramètres : Résistance à l avancement Rendement propulsif Rendement thermique Poids lège Charge utile maximale : Charge utile = Ptotal - Plège - Pfuel DÉMARCHE : CHARGE UTILE MAXIMALE J.T. 2001 - Thème D 11

COMPARAISON DE CONCEPTS «moyens» RÉSISTANCE A L AVANCEMENT Difficultés Données dispersées Données confidentielles Méthodes d extrapolation Présentation : R/D= f(fn) Regroupement des résultats Réduction de l incertitudes Extrapolation aisée Résultats qualitatifs Marge de +/- par projet Rt/D Trimaran Frégates Carène en V Swath NES Cata Hyswas Peu de concepts disqualifiés! 2000 t 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 Fn Propulsions disponibles PROPULSION Hydrojets Hélice trans-cavitante, super-cavitante, semi immergée Influence sur la forme/traînée de la carène Hydrojet : pénalité sur la forme de carène largeur du tableau arrière immersion du tableau arrière Hélice : pénalité sur la traînée d appendice ligne d arbre, chaise, bras de chaise gouvernail Il faut une comparaison globale! Cas test : 200 m 35 nds COMPARAISON HELICE/HYDROJET COMPARAISON DE CONCEPTS «moyens» PUISSANCE Puissance Carène V Catamaran NES Swath Frégates Trimaran Hyswas 2000 t L Allongement = 13 Concept Allong t Carène V 8.7 Catamaran 7.5 Trimaran 10.2 NES 9.4 Swath 4.8 Hyswas 5.9 20 25 30 35 40 45 50 Vitesse (nds) Tir groupé! Attention : Hypothèses de rendement très sommaires 12 J.T. 2001 - Thème D

COMPARAISON DE CONCEPTS «moyens» CHARGE UTILE ; navires de 2000 t 100 350 nm 100 3500 nm Carène V Catamaran Charge utile/depl (%) 50 Charge utile/depl (%) 50 NES Swath Frégates Trimaran Hyswas 0 20 30 40 50 Vitesse (nds) 0 20 30 40 50 Vitesse (nds) Attention : Hypothèses de poids lège très sommaires 2 problèmes principaux TENUE A LA MER Mouvements : confort, efficacité des systèmes embarqués évolution vers des navires «tout temps» Contraintes et fatigue de la structure : tenue de la poutre tossage Tranquillisation active indissociable des concepts NGV Comparaison des concepts est extrêmement difficile Manque de données fiables Fonction de beaucoup de choses dimension du navire états de mer pris en compte systèmes de stabilisation TENUE A LA MER Développements Connaissance du chargement des structures Essais sur modèle (segmenté, mesure de contraintes,...) Modèles hydro de tenue à la mer et de tossage Instrumentation des navires en mer Effort des bureaux de classification Amélioration des méthodes de calcul des structures houle tossage J.T. 2001 - Thème D 13

CONCLUSIONS Concepts Transport passagers: beaucoup de concepts différents Ferries: 2 concepts (monocoques et catamarans) Concepts proches en résistance à l avancement Concepts aux carènes les plus allongées sont avantagés Carène dépend du choix de motorisation et de propulsion La tenue à la mer est un paramètre essentiel difficile à évaluer nécessite la prise en compte de systèmes de stabilisation La réglementation se développe Sécurité (stabilité après avarie) Bureaux de classification Pollution Vagues A quand un "Ruban bleu" Français? (vitesse moyenne > 42 nds) 14 J.T. 2001 - Thème D

RISQUES ASSOCIÉS AUX VAGUES CRÉÉS PAR LES NAVIRES A GRANDE VITESSE Intervention de Denis AELBRECHT (1), Jean-Claude DERN (2), Yann DOUTRELEAU (3), (1) EDF - Laboratoire National d Hydraulique et Environnement, (2) Consultant, (3) DGA Bassin d Essais des carènes INTRODUCTION : Les navires rapides pour le transport des passagers peuvent atteindre des vitesses supérieures à 40 nœuds. Lorsque le navire est proche des côtes, les vagues importantes générées par ce navires se propagent jusqu'au littoral et crée un phénomène de ressac qui peut constituer un danger pour les baigneurs et les embarcations légères. A la suite de plaintes déposées par des usagers du littoral, un arrêté du préfet maritime de la méditerranée pris en 1998 a limité la vitesse d'approche des navires à 25 nœuds, un nautique avant l'entrée dans le cône d'accès du port puis à 15 nœuds au début de la giration précédant l'entrée dans la zone réglementée. Cet arrêté s'applique au ports de Nice, de Bastia, de l'ile Rousse, d'ajaccio et de Calvi. Ces mesures drastiques ont permis de diminuer notablement les nuisances ressenties par le public. Sous le nom de ressac (1) est désigné le phénomène d'arrivée sur le littoral des vagues créés par le passage d'un navire rapide croisant au large du point d'observation terrestre. Malgré la distance importante séparant le point d'observation de la trajectoire du navire (entre 0.5 et 1 nautique par exemple), ces vagues peuvent avoir en certains points de la côte des hauteurs importantes, entre 0.4 et 1 m par exemple, conduisant au déferlement. Les phénomènes de réfraction en eau peu profonde (profondeur de 3 m ou moins) et de diffraction au voisinage d'une côte très découpée expliquent l'importance des hauteurs des vagues de ressac. Le ressac est particulièrement ressenti par les usagers et riverains du littoral lorsque la mer est calme ou peu agitée (creux inférieur à 0.5 m).le ressac se traduit alors par un train de quelques vagues de hauteur importante dont l'apparition soudaine surprend le baigneur ou le pilote de l'embarcation. Lorsque la mer est agitée ou houleuse, l'évolution temporelle de la hauteur significative des vagues subit une transition au passage du navire mais, sans instruments de mesure, cette transition est d'autant plus difficile à déceler que la houle est plus forte. Dans ce cas d'ailleurs, les baigneurs et embarcations légères sont moins enclins à s'aventurer dans les endroits réputés dangereux. Les risques liés au ressac sont donc associés soit aux saisons estivales soit à des zones maritimes abritées. C'est d'ailleurs dans un Fjord danois que le phénomène de ressac a été identifié pour la première fois peu de temps après la mise en exploitation en 1995 de ferries rapides de type catamaran. Depuis cette date relativement récente, une nombreuse littérature est consacrée à ce sujet. Citons d'abord les rapports émis par les autorités danoises [1],[2],[3], puis les études menées en Suède, en Norvège, en Angleterre, aux Pays-Bas, aux Etats-Unis, au Japon, en Australie. Une synthèse bibliographique de ces études est donnée in fine. (1) Equivalent des termes anglais: Wake Wash, Ship Wash, Fast Ferry Wash. J.T. 2001 - Thème D 15

En France les études [4],[5],[6],[7] ont été menées à l'initiative du Service des Affaires Maritimes, Bureau des Enquêtes techniques et administratives après accidents et autres évènements de mer (BEA mer). Ces études menées avec le soutien de la DRAST et de l'ifn ont pour but d'approfondir les connaissances sur ces phénomènes de vagues, leurs effets possibles, leur prédiction par le calcul et éventuellement leur réduction grâce à l'adoption de formes de carène à ressac minimal (2). Le présent mémoire fait le point des études menées par les auteurs sur le ressac créé par les navires rapides. Après un bref résumé des études expérimentales qui ont été menées, le mémoire s'attachera à présenter la démarche adoptée pour déterminer par le calcul l'amplitude des vagues lorsqu'elles touchent le rivage. Les expérimentations et les simulations numériques ont été effectuées sur un navire - modèle représentatif des navires rapides et dénommé «navire rapide type - Nrt». Ce navire a les caractéristiques suivantes : - longueur à la flottaison L = 87 mètres - volume déplacé = 1200 m3 - rapport d'élancement longueur hors tout / largeur hors tout égal à 5.7 - rapport d'élancement longueur hors tout / tirant d'eau égal à 36 - vitesse maximale U = 37 noeuds soit un nombre de Froude basé sur la longueur à la flottaison F L = U gl = 0. 65 qui correspond à un navire hydrodynamiquement rapide - le nombre de Froude basé sur le volume déplacé 1/ 3 F = U g est égal à 1.865 ce qui classe ce navire dans la catégorie des navires rapides selon la règle de l'imo (code of safety - chapitre 10 de SOLAS). Cette règle, reprise par le Bureau Veritas dans son règlement sur les navires à grande vitesse, considère qu'un navire est rapide dès que F 1. 181 MESURES IN SITU Une des premières décisions du BEA mer fût de faire effectuer des mesures de houle au passage de navires rapides entre le cap de Nice et l'entrée du port de Nice d'où partent et arrivent des navires à grande vitesse (NGV) de CORSICA Ferries et de la SNCM. Ces mesures ont été effectuées entre le 15 octobre et le 2 novembre 1998. Ces mesures effectuées par la DDE des Alpes Maritimes et analysées par le Service Technique des Ports Maritimes et des Voies Navigables n'ont pas été concluantes en raison des mauvaises conditions météorologiques. Du moins ces mesures ont-elles mis en évidence la difficulté d'identifier convenablement les vagues de ressac lorsque la mer est houleuse. Les danois ont eu plus de chance avec la météo. Ils ont pu détecter des vagues de ressac dont la hauteur varie entre 0.3 m et 0.9 m selon le point d'observation. La figure 12 tirée de [1] donne un exemple d'enregistrement en un point du littoral situé à 0.7 nautique de la route du catamaran rapide Cat-link II alors qu'il naviguait à la vitesse de 34 nœuds, soit un nombre de Froude F L = 0.65. La profondeur d'eau au point d'observation est de 2.4 m. Lors de cet enregistrement la houle du vent ne dépassait pas 0.1 m de hauteur maximum. La figure montre que le passage du navire se traduit sur l'enregistrement par des augmentations brutales de la hauteur de la houle. On distingue nettement plusieurs trains de vagues : le premier a une hauteur de 0.4 m et une période de l'ordre de 7.5 s, le second qui arrive une minute après a une hauteur de 0.2 m et une période de l'ordre de 4.5 s. Deux minutes plus tard, arrive un troisième train de vagues dont la hauteur et la période sont plus petites. Il est clair sur cet enregistrement que ce sont les toutes premières vagues du premier train qui sont les plus dangereuses en raison de leur hauteur et de leur apparition soudaine sans préavis. MESURES EN BASSIN DE TRACTION L'étude de la propagation et de la transformation des vagues sur le littoral suppose la détermination préalable des vagues créées le navire. Ces vagues portent le nom de «vagues d'accompagnement» : lorsque le navire se déplace dans une mer calme à vitesse constante, les vagues d'accompagnement se déplacent avec le navire et à la même vitesse que lui et apparaissent donc immobiles pour un observateur embarqué sur le navire. (2) En anglais : Low -Wash Vessel 16 J.T. 2001 - Thème D

Des essais ont été effectués dans le bassin de traction n 3 du Bassin d'essais des Carènes pour mesurer les vagues d'accompagnement. Le principe de ces essais est le suivant. Une maquette du navire Nrt est remorqué à vitesse constante U selon l'axe du bassin. Le dispositif de mesure se compose d'un capteur de houle installé à milongueur du bassin et situé à une distance b de l'axe du bassin. Les vagues créées par la maquette sont enregistrées avant (t<0), pendant (t=0) et après (t>0) le passage de la maquette au droit du capteur. Soit Z b (t) l'enregistrement obtenu en fonction du temps t. Comme la vitesse de remorquage est constante, le champ de vagues est immobile dans un repère Oxyz lié à la maquette (O point de trisection du plan longitudinal de symétrie du navire, du couple milieu et du plan de la surface de flottaison, Ox parallèle à la vitesse de remorquage, Oy dirigé vers bâbord, Oz verticale ascendante). Soit ς ( x, y) ce champ représenté par la dénivellation de la surface de l'eau en fonction. L'enregistrement Z b (t) constitue une coupe longitudinale du champ de vagues : x (1) ς ( x, b) = Zb ( t) avec t = U La transformée de Fourier de cette fonction de x est notée : (2) C b ( w) + i Sb ( w) = ς ( x, b) e 0 w < + La propriété remarquable de cette transformée de Fourier est qu'elle permet de déterminer le champ de vagues complet ς ( x, y) pour tout x et tout y pourvu que 2 2 x + y soit suffisamment grand, ce qui est précisément ce que l'on cherche. Ce résultat est rendu possible par le recours à une théorie : la théorie de Kelvin du champ de vagues créées par un navire. Si, donc, on a déterminé expérimentalement la fonction Cb ( w) + i Sb ( w), la théorie de Kelvin permet d'en déduire par un simple calcul analytique la fonction d'une seule variable θ : (3) A ( θ ) = C( θ ) + i S( θ ) qui est indépendante de b et telle que le champ de vagues lointain s'exprime comme suit : + (4) ς { θ i i K ( θ ) θ } [ xcosθ + ysinθ ( x, y) = C( ) S( ) e ] + dθ avec : (5) ( 2 θ ) g K = θ 2 U sec θ est l'angle que fait avec Ox la direction de propagation de la houle élémentaire d'amplitude A( θ ). A ( θ ) = C( θ ) + i S( θ ) est appelé «spectre d'amplitude des vagues libres». Le principe de détermination du champ de vagues à l'aide d'une coupe longitudinale est donc simple mais sa mise en œuvre est assez délicate en raison des précautions à prendre pour calculer la transformée de Fourier (2). Les deux cas suivants sont à traiter soigneusement : w correspondant au cas θ π / 2 (intégrale fortement oscillante), w 1 correspondant au cas θ 0 (intégrale divergente). Le cas w 1 est le plus délicat. Il est possible de «régulariser» l'intégrale mais à condition d'avoir un enregistrement de durée suffisamment longue. Or la durée d'enregistrement est limitée par les réflexions (sur les parois du bassin) des vagues générées par la maquette. Cette durée est d'autant plus petite que le bassin de traction est moins large et que le navire est plus rapide. iwx dx J.T. 2001 - Thème D 17

Le Bassin d'essais des Carènes a mis au point une technique pour tenir compte des réflexions. Cette technique utilise SDIM 2 qui est un logiciel de traitement des mesures des vagues d'accompagnement s'appuyant sur un modèle numérique de représentation du champ de vagues comportant des coefficients à déterminer. Ces coefficients, une fois identifiés par SDIM 2 permettent de recomposer la coupe longitudinale en tenant compte d'une ou de plusieurs réflexions. Cette coupe longitudinale est comparée avec la coupe longitudinale mesurée en bassin. Si la comparaison est satisfaisante, un calcul assez simple permet de déterminer le spectre d'amplitude des vagues libres. Un exemple de coupe longitudinale obtenu dans le bassin de traction n 3 est donné sur la figure 13. ANALOGIE ENTRE VAGUES D'ACCOMPAGNEMENT ET VAGUES OCÉANIQUES La formule (4) donne l'expression du champ de vagues d'accompagnement dans un repère lié au navire lorsqu'on observe les vagues loin du navire (champ lointain). Dans un repère fixe par rapport à la côte, le champ de vagues d'accompagnement peut s'exprimer sous la forme suivante qui est équivalente à la formule (4) : + π / 2+ ρ i[ k. X.cos( θ + β ) + k. Y.sin( θ + β ) ω. t] (6) ζ ( r, t) = B( k, θ ). e. k. dk. dθ π / 2 0 dans un système de coordonnées Cartésien ΩXYZ où : - Z = 0 est le plan d'eau au repos, - ΩZ est dirigé vers le haut, - le point Ω est fixe par rapport au fond de la mer, - ΩX est une direction quelconque située dans le plan d'eau au repos, - l'angle θ est l'angle de la direction de propagation d'une onde plane avec l'axe ΩX, - l'angle β est l'angle de la direction U ρ de la vitesse du navire avec l'axe ΩX, - ΩY est la direction du plan d'eau au repos qui est perpendiculaire à ΩX de telle sorte que le trièdre ΩXYZ soit direct. B ( k, θ ) est liée au spectre d'amplitude des vagues libres par la relation : U ². A( θ ) (7) B( k, θ ) = δ K g.sec ² θ où δ K est la mesure ayant pour support la courbe d'équation polaire : g sec ² θ (8) k = K( θ ) = U ² Dans la formule (6) ci-dessus, on suppose que la profondeur d'eau est très grande dans la zone où le navire a une vitesse importante (pour créer un ressac) ; on a alors les relations suivantes entre la pulsation ω, la fréquence f, le nombre d'onde k, la célérité c, et la vitesse du navire U : (9) ω = 2πf = g. g. k. = k. U.cos( θ + β ) = U.cos( θ + β ) (10) c = U. cos( θ + β ) La formule (9) donne la fréquence des vagues d'accompagnement mesurée par un observateur fixe regardant passer le navire. La formule (6) montre l'analogie formelle entre les vagues océaniques et les vagues d'accompagnement. Cette analogie sera exploitée pour la prédiction du ressac. 18 J.T. 2001 - Thème D

PRÉDICTION DU RESSAC PAR LE CALCUL Le calcul numérique du ressac comprend les étapes suivantes : 1. Données sur le navire : plan des formes, vitesse du navire (hypothèse: la profondeur d'eau est très grande lorsque le navire a une vitesse élevée) 2. Calcul du spectre d'amplitude des vagues libres à l'aide du programme de calcul de résistance de vagues POTFLO 3. Passage du spectre d'amplitude des vagues libres au spectre de variance 4. Données sur le littoral : bathymétrie, points d'observation sur la côte pour lesquels la présence de ressac serait nuisible 5. Calcul des caractéristiques des vagues à la côte à l'aide du logiciel TOMAWAC de simulation de la propagation spatio-temporelle des vagues vers le littoral. Sorties : hauteur significative et période pic le long de la côte, avec, pour les points d'observation, le détail de l'évolution de la hauteur et de la période en fonction du temps compté après le passage du navire. 6. Estimation de la dangerosité du ressac aux points d'observation à l'aide d'un critère de dangerosité. Certains aspects de ce programme de travail sont commentés ci-dessous. CALCUL DU SPECTRE D'AMPLITUDE DES VAGUES LIBRES Le calcul de la résistance de vagues par le logiciel POTFLO du Bassin d'essais des Carènes est basé sur le modèle de Neumann Kelvin [8] et sur l'utilisation d'un potentiel de simple couche de densité σ (x',y',z') étalée sur la carène du navire S. Le modèle de Neumann Kelvin que nous avons utilisé est un modèle approché qui considère que le navire est élancé, que la vitesse du navire est constante, que la profondeur d'eau est très grande (3), que les variations d'assiette sont faibles et que les vagues d'accompagnement ne déferlent pas. Le modèle est un système d'équations aux dérivées partielles dont la résolution permet de déterminer la densité σ (x',y',z') en tout point de S. La densité σ (x',y',z') étant connue, on peut calculer le spectre d'amplitude des vagues libres de deux façons : Méthode directe par le module POTFLO/POTRES qui calcule : La fonction de Kochin définie par : kz' + ikx'cosθ + iky'sinθ H ( k, θ ) = 4π. e. σ ( x', y', z' ). ds (11) S Le spectre d'amplitude des vagues libres A(θ) par la formule : g 3 (12) A ( θ ) =. H ( K( θ ), θ ).sec θ 3 πu Méthode indirecte par le module ACVL/WAVECUT qui calcule : L'élévation de surface libre ζ ( x, b) le long de coupes longitudinales, grâce au module WAVECUT, Le spectre d'amplitude des vagues libres comme on le ferait si on avait à traiter une coupe longitudinale mesurée en bassin de traction (sans avoir bien sûr la difficulté liée aux réflexions sur les parois du bassin) à l'aide du code ACVL. L'intérêt de la méthode indirecte est de fournir un contrôle du calcul direct du spectre d'amplitude. (3) c'est le cas du port de Nice: la profondeur augmente rapidement à la sortie du port. J.T. 2001 - Thème D 19

Analyse de sensibilité Une étude préalable de sensibilité des résultats vis à vis de la finesse de discrétisation de la carène a été réalisée : le maillage noté Ngv1 contient ainsi 320 facettes, Ngv2 en a 477 et le Ngv3 en a 580. On présente des coupes de surface libre calculées par POTFLO pour les 3 maillages successifs à 50 m de distance transversale et pour une vitesse de 35 nœuds (fig. 1). L'origine du repère est située à l'avant du bateau. On observe sur ces figures une convergence des coupes de surface libre avec le raffinement du maillage : on voit ainsi que les deux derniers maillages (ngv2 et ngv3) donnent des résultats plus proches que le premier (ngv1). Par ailleurs, les élévations calculées à 35 nœuds peuvent sembler exagérées : cela est du sans doute à la limitation du modèle de Neumann-Kelvin aux vitesses élevées. Spectre d'amplitude La figure 2 représente le module de la fonction de Kochin en fonction de θ à 35 nœuds : on a également indiqué sur cette figure la valeur déduite du code ACVL à partir des coupes de surface libre calculées. On observe un relativement bon accord entre les spectres d'amplitude calculés par les deux méthodes. Le pic qui apparaît aux alentours de 75 degrés paraît un peu fort. Comme des angles de 70 et plus correspondent, à des fréquences élevées qui contribuent peu au phénomène de ressac, nous avons pris la décision de couper la fonction de Kochin donc le spectre d'amplitude des vagues libres à partir d'un angle de 70. On verra plus loin que les calculs de propagation de houle à la côte donnent des résultats identiques avec une troncature à 70 et une troncature à 75, ce qui conforte a posteriori notre décision de tronquer le spectre. Malgré quelques limitations dans les codes utilisés, on peut conclure que les spectres d'amplitudes calculés sont représentatifs de la réalité, et qu'ils peuvent servir d'entrées à un calcul de propagation de houle. Les spectres fournis à EDF-LNHE ont été calculés à 35 nœuds sur le maillage Ngv3. Pour des raisons de lisibilité, on a multiplié les amplitudes par cos 3 θ. On pose ainsi f(θ)+ig(θ)=cos 3 θa(θ). La figure 3 représente la partie réelle f et la partie imaginaire g du spectre d'amplitude. COUPLAGE SPECTRE D'AMPLITUDE / SPECTRE DE VARIANCE Le logiciel TOMAWAC, qui est utilisé ici pour simuler la propagation de la houle vers la côte, est un modèle de houle spectral s'appuyant sur une description spectro-angulaire de l'énergie de la houle (ou de la variance de l'élévation de la surface libre plus précisément). Ce type de modèle repose sur l'hypothèse d'une distribution aléatoire des phases de chaque composante (i.e.chaque fréquence) du spectre de houle. On renvoie le lecteur intéressé à la documentation du logiciel pour plus de détails [9], [10], [11]. L'identification des expressions de la cote de surface libre suivant l'approche «spectre d'amplitude» d'une part, et celle du type «spectre d'énergie ou de variance» d'autre part, aboutit à la relation suivante entre le module du spectre d'amplitude A () θ et le spectre de variance F(f,θ) : θ 2 f (13) F( f, θ ) = A() θ 2 où θ et f sont respectivement les discrétisations en direction et fréquence du modèle spectral de propagation de houle. Cette relation n'a de sens que numérique. Elle ne constitue pas une équivalence mathématique. Ainsi, la valeur de F(f,θ) associée à A () θ dépend de la discrétisation en direction et en fréquence adoptée par le modèle de propagation. En pratique, pour chaque angle θ, on calcule la fréquence f des vagues associées suivant l'équation (9), et on définit la valeur du spectre F pour la fréquence f et la direction q à partir de l'équation (13), en se fixant des pas d'échantillonnage fréquentiel et directionnel. La décision de tronquer les spectres d'amplitude pour des angles θ supérieurs à 70 conduit évidemment à tronquer également le spectre de variance (13). 20 J.T. 2001 - Thème D

CALCUL DES CARACTÉRISTIQUES DES VAGUES A LA COTE Conditions maritimes Le domaine maritime considéré ici concerne la zone côtière d'approche des navires en provenance de la Corse (Bastia, Ajaccio) et à destination du port de Nice (Figure 4). Nous avons digitalisé la bathymétrie et le trait de côte à partir de la carte SHOM n 5176. La hauteur d'eau minimale introduite dans le modèle est de 5 m : le modèle de description des processus affectant la houle utilisé par TOMAWAC sort de son domaine de validité pour des profondeurs inférieures à 5 m. Trajectoires et vitesses du navire Nous avons étudié plusieurs trajectoires et plusieurs lois de vitesse d'avancement du navire. Pour chaque trajectoire du navire et par souci d'optimisation, la limite Ouest du domaine de calcul coïncide avec la trajectoire du navire. Les trajectoires étudiées sont données sur la figure 4. Nous nous contenterons de donner quelques exemples de simulations réalisées. Simulation 2 : Trajet A-B-Port. Vitesse 35 noeuds sur A-B, 15 noeuds sur B-Port Le domaine de calcul pour cette simulation est donné sur la Figure 5. Le point B est situé à 1 mille nautique dans le 180 du feu Est de la passe d'entrée du port de Nice. Le point A est situé à environ 1 mille nautique sur la route 313 qui arrive au point B, et correspond à la position initiale du navire pour nos simulations. On considérera que les vagues levées par le navire avant son passage au point A n'affectent pas la portion de littoral d'intérêt. Simulation 4 : Trajet A'-B'-Port. Vitesse 35 noeuds sur A-B, 15 noeuds sur B'-Port La simulation suivante correspond au navire passant à proximité de la côte (trajet A'-B'-Port) en gardant sa vitesse de croisière de 37 noeuds : Simulation 4bis : Trajet A'-B'-Port. Vitesse 35 noeuds sur A-B, 35 noeuds sur B'-Port Le domaine de calcul pour ces deux simulations est donné sur la Figure 6. Le point B' est situé à 1 mille nautique dans le 159 du feu Est de la passe d'entrée du port de Nice. Le point A' est situé à environ 0.6 mille nautique (1000 m) sur la route au 309 qui arrive au point B', et correspond à la position initiale du navire pour les simulations. On considérera que les vagues levées par le navire avant son passage au point A' n'affectent pas la portion de littoral d'intérêt. Simulation 6 : Trajet A''-B-Port. Vitesse 35 noeuds sur A-B, 15 noeuds sur B-Port Le domaine de calcul pour cette simulation est donné sur la Figure 7. Le point B est le même que pour les simulations 1, 2 et 2bis (situé à 1 mille nautique dans le 180 du feu Est de la passe d'entrée du port de Nice). Le point A'' est situé à environ 1 mille nautique sur la route au 332 qui arrive au point B, et correspond à la position initiale du navire pour les simulations. On considérera que les vagues levées par le navire avant son passage au point A'' n'affectent pas la portion de littoral d'intérêt. Calculs instationnaires Les simulations sont réalisées en mode instationnaire, de manière à décrire l'évolution dans le temps de la propagation du champ de vagues engendré par le navire rapide. A chaque pas de temps, on positionne le navire et on assigne, aux points situés sur la frontière du domaine qui coïncident, à cet instant, avec la position du navire sur sa trajectoire (limite Ouest du domaine de calcul) le spectre de variance de houle calculé à l'aide de la formule (13). Ce mode de calcul est réaliste car il reproduit le plus fidèlement possible la quantité d'énergie de houle qui est induite par le passage du navire et transmise dans le milieu océanique. J.T. 2001 - Thème D 21