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Bientôt vous ne les verrez plus - Les hélices performantes de l’Honfleur

Focus sur les hélices du Honfleur

Les ailes courbées à leurs extrémités de certains avions de ligne modernes jouent un rôle important, en procurant un meilleur  écoulement d’air et une meilleur portance , elles rendent l’appareil plus économe en énergie et donc plus écologique. Les deux hélices du Honfleur appliquent un principe similaire, et offre une forme novatrice.

 

« À la livraison, les ouvriers du chantier les ont trouvées tellement bizarres qu’ils nous ont demandé si elles avaient correctement été fabriquées,» a déclaré Thomas Stoye, le spécialiste de la conception des hélices, au chantier naval FSG au nord de l’Allemagne où le Honfleur est actuellement en construction.

 

Mais leur forme courbée, complexe et harmonieuse respecte bien les plans de fabrication, et est le fruit de simulation numérique des plus sophistiquées. Elle aide à résoudre l’un des éternels problèmes des bateaux à hélices, et les passagers sentiront la différence une fois à bord.

 

Une plan porteur dans un fluide en mouvement génère une portance qui lui est perpendiculaire en créant des zones de haute et basse pression,. Les pâle d’ hélice propulse un bateau selon le même mécanisme dans l’eau. Une conception d’hélice qui génère le plus de hautes pressions avec le plus de portance fera avancer un bateau plus efficacement lui faisant parcourir plus de distance avec la même énergie et la même consommation de carburant qu’une hélice générant moins de portance.

 

Mais ceci peut également créer des zones de très basse pression dans lesquelles l’eau de mer est « en ébullition », formant des poches de gaz instables  à la surface des pâles, Ces turbulences autour des hélices - appelées cavitation - sont l’une des principales causes du bruit et des vibrations dans les espaces passagers d’un navire.

CFD rendering showing reduced tip vortex propeller blade cavitation

Area of low pressure cavitation affecting hull

 

« Si nous avions conçu une hélice traditionnelle ne générant aucune cavitation, elle ne propulserait pas aussi efficacement le navire , » a expliqué Thomas. « Bien entendu, pour un ferry comme le Honfleur, le confort des passagers est une priorité. Mais nous avons également comme autre priorité de rendre la propulsion gaz la plus économe en carburant pour qu’elle soit la plus écologique possible. Cette nouvelle conception d’hélice « aux extrémités élancées et recourbées» nous permet de concilier ces deux priorités. »

 

Avec cette nouvelle conception, les extrémités des hélices sont « élancées et recourbées vers l’avant » de la même manière que les ailes de conception moderne sont élancées vers le haut. Cette forme, et l’allongement effectif des pales des hélices, permettent aux zones de haute et basse pression de se compenser en douceur, offrant un déplacement plus progressif sans perte d’efficacité.

 

Thomas, ses collaborateurs et le fournisseur des hélices sont parvenus à cette nouvelle conception en utilisant un logiciel de dynamique des fluides computationnelle (DFC) sophistiqué, capable de modéliser l’écoulement de l’eau à travers les hélices, en identifiant où les zones de basse pression se formeront et comment les éliminer.

 

Mais les simulations ne s’arrêtent pas là. La coque a été conçue pour s’assurer que les filets d’eau arrivent au niveau des hélices à la vitesse et à  un angle optimum. Et les architectes navals du Honfleur ont calculé comment les bruits ou vibrations résiduel(le)s se propageraient à travers la structure du navire, et ont conçu sa charpente métallique de manière à minimiser leur transmission.

 

« Lorsque vous regroupez tous ces facteurs, je suis persuadé que l’hélice ne générera quasiment aucun bruit, » a ajouté Thomas. Contrairement aux énormes extrémités d’ailes de 2,5 m de haut d’un Airbus A320, vous ne verrez pas les élégantes hélices du Honfleur. Et grâce à cette conception intelligente, vous ne les sentirez pas non plus, ou à peine.

 

Aftbody underwater view of the tank test model showing shaft lines rudders and propellers

 

 

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