Essais & Simulations n°134

Essais

Essais et modélisation Essais et modélisation Après une batterie d’essais effectués cette année, Echodrone sera en mesure de mesurer la profondeur de l’eau des postes d’amarrage disponibles, au niveau des bassins les plus actifs où s’opère la manutention des conteneurs. Mais il sera également possible à l’avenir de réaliser d’autres types de mesures, qu’il s’agisse de relevés environnementaux ou de procéder à l’inspection des murs des quais. Des bateaux à propulsion hybride pour le ministère des Armées La Direction générale de l’armement (DGA) a commandé en mars dernier aux sociétés iXblue H2X (La Ciotat) et Cegelec Défense et Naval sud-est (Toulon) la réalisation de cinq chalands multi-missions (CMM) à propulsion hybride avec batteries. Cette acquisition fait suite à la réussite de l’évaluation opérationnelle d’un premier exemplaire prototype de CMM réceptionné en novembre 2017. Les livraisons s’étaleront de mi-2019 à mi-2020. Deux chalands supplémentaires pourront être commandés ultérieurement. Cette série de bâtiments sera la première à propulsion hybride dans la Marine nationale. © DGA Les CMM sont destinés à opérer dans les rades militaires ou à proximité des côtes des bases navales. D’une longueur de 24 mètres et d’une largeur de 8 mètres pour 53 tonnes de déplacement, ils atteignent la vitesse de 10 nœuds et peuvent embarquer jusqu’à 36 marins ou plongeurs. Leur propulsion hybride est particulièrement adaptée aux missions variées qu’ils réaliseront, tels que les travaux sous-marins, le transport de matériel ou encore la lutte antipollution. Le système de propulsion électrique des CMM permet en effet un profil d’emploi comprenant deux phases distinctes : une phase de transit à vitesse maximale en mode classique, avec des groupes électrogènes fonctionnant au gasoil, et une phase d’exploitation à faible vitesse en mode « zéro émission », sur des batteries rechargeables à quai ou en mer. Ce deuxième mode permet d’évi- Chalands multi-missions (CMM) à propulsion hybride avec batteries ter les émissions gazeuses, dont les gaz à effet de serre, à faibles vitesses, là où les moteurs thermiques sont les moins efficaces et les plus polluants. Il accroît aussi le confort des marins, en réduisant les nuisances sonores lors des longues périodes de travail et en supprimant les gaz d’échappement. Démonstrateur de pale d’hélice réalisée en impression 3D Conçus par le bureau d’étude Mauric en partenariat avec iXblue H2X et la société Alternatives Energies (AltEn) pour le système énergie-propulsion, les CMM de série seront, comme le prototype, construits par le chantier naval iXblue H2X à La Ciotat. Dans le cadre d’une politique d’acquisition globale de la DGA, en lien avec le Service de soutien de la flotte (SSF), le contrat inclut les dix premières années de maintien en condition opérationnelle. Celui-ci sera assuré par Cegelec Défense et Naval sud-est. Le projet CMM est un exemple emblématique d’innovation promue par le projet de Loi de programmation militaire 2019-2025. Le budget au profit des études amont et de l’innovation sera porté de 730 M€ en 2018 à 1 Md€ en 2022. Naval Group et l’École Centrale de Nantes impriment les propulseurs de demain Les deux partenaires ont imprimé le premier démonstrateur de pale d’hélice en fabrication additive à l’échelle 1 destiné à des applications militaires. Engagés depuis 2016 dans le cadre d’un laboratoire conjoint de Recherche, le JLMT, les équipes de Naval Group et de l’école Centrale de Nantes ont imprimé une pale d’hélice de grande dimension à géométrie complexe de plus de 300 kg. La maitrise du procédé pour la fabrication de pièces de grandes dimensions ouvre la voie à la réalisation de propulseurs à géométrie plus complexe. La fabrication additive permet de concevoir des pièces qui, jusqu’alors, étaient irréalisables par les technologies standard de production. Cette technologie de rupture permet d’ajouter de la matière par dépôt et non de la soustraire par usinage. En levant des limites imposées par les procédés traditionnels, ces technologies ouvrent la voie à des concepts de pièces et d’assemblages novateurs, et donc à la production de propulseurs apportant une plus grande efficacité aux navires en mer : performances (autonomie et rendement propulsif), furtivité et allègement. Vincent Geiger, directeur de Naval Research Centre de Recherche Technologique de Naval Group, souligne l’importance de ces premiers résultats : « L’impression de ce démonstrateur est une étape majeure pour la réalisation de propulseurs innovant en fabrication additive. Ces premiers résultats permettent d’envisager la mise en service à court terme de propulseurs différentiants pour les navires qui en seront porteurs ». ● Olivier Guillon Cas d’application Suspension d’un système d’évacuation de radeau de survie soumis à la norme MIL-S-901D Pour assurer la protection des systèmes d’évacuation de radeau de survie (Système MES SuperSlide développé par la société Survitec) installés à bord des navires militaires vis-à-vis des chocs d’explosion sous-marine, Socitec a proposé un système de découplage par amortisseurs à câble en justifiant leur choix par calculs. L’entreprise francilienne a également optimisé et vérifié la tenue mécanique de la structure du système par calcul éléments finis. L’équipement complet a été qualifié aux chocs de la norme MIL-S-901D dans le laboratoire Cetena (Italie) en juin 2018. Cet article présente les résultats de mesures obtenus et leur corrélation avec les calculs de définition. La société Survitec est spécialisée dans la fabrication de radeaux de survie et de systèmes d’évacuation pour des navires. Depuis 2008, l’entreprise travaille sur des projets d’évacuation de navire avec des systèmes de rampes gonflables liées à un ou plusieurs radeaux (système MES SuperSlide). L’ensemble du système est stocké et plié sur le navire puis gonflé en cas de besoin pour permettre l’évacuation des passagers. Figure 1 Système MES SuperSlide stocké / déployé Afin de pouvoir équiper les navires militaires de première ligne, la société Survitec souhaite homologuer le système MES SuperSlide aux chocs de la norme américaine MIL-S-901D. Les essais de la norme MIL-S-901D (Grade A) permettent de garantir que le système fonctionne normalement à la suite d’un choc par explosion sous-marine. Dans ces conditions, la simulation est indispensable afin de faire le choix d’une suspension adaptée, et vérifier la tenue mécanique de la structure avant la phase de qualification. Conception et définition d’une suspension adaptée Les chocs induits par des explosions sous-marines impliquent des contraintes sévères : des accélérations importantes (centaines de g) pour un équipement non suspendu et des débattements importants (3 pouces maxi) pour un équipement sur suspension. Par conséquent, afin de réduire les efforts transmis à la structure du système MES SuperSlide et ainsi minimiser les modifications (renforcement) de la structure existante, la suspension doit être capable d’atténuer fortement les chocs. De plus, la suspension doit permettre au système de respecter les contraintes d’encombrement dues à l’espace de stockage très restreint dans le navire. La solution de suspension retenue pour cette application est l’amortisseur à câble. Le câble enroulé en forme de spire possède à la fois des capacités d’élasticité et d’amortissement importantes. Les spires ont de grandes capacités de déformation et la dissipation est assurée par le frottement interne des brins métalliques. Les amortisseurs qui constituent la suspension sont montés en compression à plat. 12I ESSAIS & SIMULATIONS • N°134 • septembre 2018 ESSAIS & SIMULATIONS • N°134 • septembre 2018 I13