Un navire, comment ça marche ?
Le bateau est le premier moyen de transport inventé par l’homme, il y a environ 10 000 ans, à l’époque néolithique. Radeaux en troncs d’arbres, barques en fagots de papyrus en Egypte, pirogues polynésiennes ou kayaks en peau d’animaux… répondent aux mêmes principes universels que les navires d’aujourd’hui.
Pour ce premier module, le visiteur s’approprie les notions qui lui seront indispensables pour comprendre l’aventure de la conception navale. L’objet navire est ici mis en examen par le visiteur qui en retour examine ses propres représentations de cet objet flottant, stable et déplacé sur l’eau.
Pour flotter, il ne faut pas forcément être léger, comme le montre le navire de granit de Jean-Yves LE MENEZ. Le poids de cette embarcation, comme celui de tous les navires, est égal au poids d’eau qu’elle déplace. Il est donc possible de savoir si un objet va flotter ou non. Mais sera t-il stable ?
Les premières embarcations ne s’aventuraient que sur les fleuves. Pour prendre la mer, il a fallu concevoir d’autres navires. En Egypte et en Europe du Nord, l’invention de la quille, pièce de charpente centrale sur laquelle est construit le navire, permet d’abaisser son centre de gravité. En Inde, puis en Polynésie, les pirogues longues et étroites sont stabilisées par un balancier, selon le même principe que les multicoques actuels.
Pourtant, le fait que la stabilité d’un navire dépende de sa largeur et de la répartition de son poids n’était pas connu. En effet, si Archimède, élucide vers 250 ans avant J.C. le mystère de la flottaison, les règles de la stabilité ne sont formulées scientifiquement qu’au XVIIIème siècle. Le Vasa, par exemple, a sombré avant de sortir du port de Stockholm où il avait été armé. Il n’avait pas assez de lest en cale pour faire contrepoids aux canons qu’il avait embarqués.
Parallèlement à dimensions égales, un navire dans l’ensemble plus lourd est moins stable. Les expériences qui le montrent surprendront le visiteur.
Par ailleurs, un navire plus lourd présente une plus grande surface immergée et par conséquent rencontre une plus grande résistance à son avancement. Il lui faudra plus d’énergie propulsive pour naviguer à la même vitesse qu’un bateau plus léger.
Certains types de navires, comme les cargos, sont forcément lourds et donc peu rapides. L’architecte recherchera la forme de carène conduisant à la plus faible énergie propulsive. Cependant, la vitesse de certains navires relativement lourds peut être améliorée par l’augmentation de leur longueur, à l’instar des pirogues dont le nom désigne encore ce type de navire. Les embarcations légères capables de déjauger dépassent leur vitesse limite et plusieurs solutions ont été mises en œuvre pour l’optimiser.
