Comment flotte un bateau de croisière ?

Il est étonnant que d'énormes navires de croisière ne coulent pas instantanément au fond de l'océan. Avec tout, des patinoires et des piscines aux terrains de basket, des spas, des mini centres commerciaux et des cinémas à bord, comment ces gigantesques navires restent-ils à flot ? Ils le font grâce à une combinaison de flottabilité, de déplacement d'eau, de matériaux et de conception.

Comment les navires de croisière restent à flot

Les navires sont conçus pour déplacer une quantité d'eau équivalente à leur propre masse. Dans le même temps, la pression de l'océan pousse contre la coque du navire et contrecarre la force descendante de la masse du navire. La force descendante du navire combinée à la force ascendante de l'océan travaillent ensemble pour maintenir le navire à flot ou flottant .

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Cette idée de base est souvent appelée Le principe d'Archimede . Selon ce principe, un objet flotte lorsque le poids de l'eau déplacée est égal au poids de l'objet. Le fluide environnant repousse avec une force égale à celle de la quantité déplacée ; lorsque les deux sont égaux, l'objet flotte.

Voici une autre façon de le voir. Lorsqu'un bateau de croisière se trouve dans l'eau, il se fait de la place en déplaçant l'eau vers le bas. L'eau réagit en poussant vers le haut et en essayant de reprendre l'espace occupé par le bateau de croisière. L'équilibre de ces forces opposées est ce qui fait flotter le navire.

Facteurs supplémentaires qui favorisent la flottabilité

En plus de la flottabilité et du déplacement, plusieurs autres facteurs aident les navires de croisière à rester à la surface de l'eau.

Matériaux et conception

Pour atteindre la flottabilité, un navire doit être fait de matériaux légers et robustes qui sont plus denses que l'eau, tels que l'acier extra-résistant. De plus, ces matériaux légers doivent être utilisés dans une conception qui leur permet de déplacer leur poids dans l'eau avant de s'immerger. La majeure partie de cette conception est mise en œuvre dans la coque qui est le corps ou la coque du navire qui se trouve sous le pont principal et repousse l'eau et permet au navire de flotter.

Après des années d'essais et d'erreurs, les ingénieurs ont découvert que le fait de rendre la coque arrondie, large et profonde aide à disperser le poids du navire sur le corps du navire. Les coques des grands navires de croisière ont la forme de la lettre U . Cette conception permet à l'eau de s'écouler loin du navire, dissipe la traînée, facilite une navigation en douceur et aide à maintenir le navire sur la bonne voie.

Double coques et autres caractéristiques de sécurité

Il ne suffit pas de rester à flot et de naviguer en douceur ; la conception de la coque d'un paquebot de croisière doit également protéger les personnes à l'intérieur contre les obstacles tels que les icebergs, les récifs et les barres de sable qui pourraient déchirer les couches extérieures du navire. Pour éviter une catastrophe majeure, les constructeurs navals utilisent généralement de l'acier extra-résistant et construisent leurs navires avec des doubles coques (c'est-à-dire une coque dans l'autre) comme précaution supplémentaire.

Les bateaux de croisière ont également cloisons ce qui peut les aider à rester à flot en cas de dommages importants. Ces séparateurs étanches sont installés dans tout l'intérieur d'un navire et peuvent être fermés pour empêcher l'eau de pénétrer à travers une coque endommagée. Limiter l'afflux d'eau peut finalement empêcher le navire d'être inondé et de couler.

Comment les navires de croisière restent debout

En 2016, le plus grand bateau de croisière du monde mesure environ 210 pieds de haut, et même les navires de croisière moyens ont toujours une hauteur impressionnante. Alors, qu'est-ce qui les empêche de basculer dans l'eau ? La réponse est, encore une fois, dans la conception de la coque. Tout d'abord, vous devez comprendre la différence entre le centre de gravité du navire et son centre de flottabilité.

Le déplacement du centre de flottabilité est la clé

Selon Boîte à outils d'ingénierie , le centre de gravité d'un navire (le point central de la poussée de gravité vers le bas) ne peut pas être modifié. Pour cette raison, la coque en U d'un paquebot de croisière est conçue de sorte que son centre de flottabilité (le foyer central de la poussée ascendante de l'eau contre la coque) se déplace naturellement lorsque le navire s'incline d'un côté à l'autre. Ce changement du centre de flottabilité aide à remettre le navire en position verticale.

Maintenir une ligne médiane

Lorsque le navire est poussé à la verticale, la force de cette poussée peut naturellement le faire basculer un peu au-delà de la ligne médiane et le faire basculer de l'autre côté. C'est ce qu'on appelle le roulis, et c'est ce qui a tendance à donner le mal de mer aux passagers. Pour résoudre ce problème, les paquebots de croisière sont équipés d'un certain nombre de caractéristiques qui limitent le roulis du navire, notamment des ailerons de stabilisation sous l'eau et des systèmes de ballast actif ou anti-gîte qui pompent rapidement l'eau de mer des réservoirs de rétention sous la flottaison d'un côté de la expédier de l'autre côté. Cela corrige toute inclinaison latérale ou liste que le navire peut développer.

Ces caractéristiques de stabilisation sont si efficaces qu'il est rare que les passagers de croisière ressentent un mouvement latéral, et il est presque inouï pour les navires de croisière de se retourner même s'ils sont si grands.

Voile en douceur

Regarder un immense paquebot glisser au large peut être très excitant. Bien que le mouvement du navire puisse sembler sans effort, il se passe certainement beaucoup de choses sous la surface de l'océan pour maintenir le navire debout et à flot. Pensez-y la prochaine fois que vous ferez une croisière.