Créé en 1966 à l'instigation des plus grandes sociétés pétrolières par la SOGREAH (Société
Grenobloise d'Applications Hydrauliques), Port Revel est un outil de formation et d'entraînement à la
manœuvre des navires, situé à Viriville à environ 60 Km de Grenoble. Chaque année près de 140 capitaines
de navires et pilotes portuaires s'entraînent à la manœuvre des navires de façon intensive.
Le centre entraîne les commandants de navires et les pilotes maritimes depuis 35 ans. Plus de 5000
stagiaires ont suivi cette formation depuis la création du centre. L'objectif est non seulement de réduire
les risques d'accident, mais aussi d'en réduire la gravité lorsqu'ils sont inévitables.
Les risques d'accidents aux conséquences catastrophiques résultent des difficultés de manœuvre dans des
voies navigables de plus en plus encombrées, avec des navires de plus en plus grands, de plus en plus
rapides mais souvent peu puissants ayant des inerties énormes.(On a comparé les navires de la classe
250000 tonnes à turbine à des camions de 35 tonnes équipés d'un moteur de Solex). Ces difficultés ont
rendu indispensable la création d'outils pour évaluer et développer les compétences des capitaines et
des pilotes. En un même lieu sont réunis un entraînement complet théorique et pratique à la manœuvre des
navires en eaux restreintes. Pour cela on utilise des modèles réduits à grande échelle qui reproduisent
parfaitement la réalité.
Les stagiaires sont logés à Viriville dans un hôtel où (d'après mes souvenirs) le chef
(qui exerce toujours) fait découvrir la très bonne cuisine française. Ils sont conduits chaque matin au centre à
quelques kilomètres de là.
Le stage d'une durée de 6 jours comporte des séries de cours, chacun couvrant l'intégralité d'un
aspect important de la manœuvre. Chaque cours théorique en salle est suivi d'exercices sur le lac.
Grâce à un système de table traçante enregistrant la position des modèles réduits, les manœuvres
délicates sont plotées sur un graphique puis analysées et commentées à la fin de l'exercice. La pratique
répétée de manœuvres dans des conditions particulières de vent, de courant, de houle, le jour ou la nuit
permet aux stagiaires de se familiariser avec toutes sortes de situations qui requièrent une appréciation
sans faille et des décisions rapides. 40 heures sont consacrées au pilotage des modèles ce qui
correspond à 200 heures sur des navires réels. Le programme de chaque journée a la souplesse nécessaire
pour réaliser des manœuvres spécifiques demandées par les stagiaires. L'instruction théorique et
pratique est donnée en anglais.
NDLR (ayant pratiqué ce stage) :
Compte tenu de l'échelle des navires (1/25) l'échelle de temps est de 1/5. 1 heure de manœuvre sur le
plan d'eau correspond à 5 heures de manœuvre sur un navire. Il faut donc réagir vite sur ces navires à
échelle réduite qui se comportent exactement comme les navires réels du même type dans les mêmes
conditions de chargement, d'assiette, météo, courant, houle.
Le stage est passionnant et pour l'avoir pratiqué avant d'avoir eu l'occasion de manœuvrer et de
commander un grand navire il a permis de prendre conscience de l'inertie des grands pétroliers mais
aussi de leurs capacités de manœuvre.
Tester un port avant sa construction
Port Revel permet aussi de réaliser des études spécifiques.
En effet lorsqu'on doit établir le projet d'un port ou d'un terminal, il est essentiel de se
préoccuper très tôt des problèmes d'accès et de prise de poste des navires, qui sont devenus cruciaux en
raison des grandes dimensions et de la spécialisation des navires (pétroliers, gaziers, minéraliers,
porte-conteneurs) et de la nécessité d'exécuter des manœuvres de port dans un minimum de temps avec une
sécurité maximale.
Port Revel permet la simulation réaliste d'une installation portuaire avant qu'elle ne soit
construite, ce qui permet d'optimiser les infrastructures en les testant à échelle réduite avec les
différents modèles de navires dont dispose le centre.
Le Concepteur peut étudier et optimiser le tracé des chenaux d'accès, la disposition des brise-lames
et des passes d'entrée en tenant compte des caractéristiques de manœuvre des navires, le dimensionnement
des zones d'évitage et de ralentissement, les manœuvres d'approche des structures off-shore (bouées,
tourelles de chargement etc.)
Le futur utilisateur peut contrôler, avec ses propres pilotes ou commandants, les qualités nautiques
des installations qui seront mises à sa disposition et définir les meilleures procédures pour les
manœuvres de leurs navires.
Ainsi pour le port d'ANTIFER, les procédures de prises de postes des ULCC (500 000 tpl) ont été
déterminées en collaboration avec les pilotes du port du Havre qui ont pu, ainsi, s'entraîner à ces
manœuvres, avec diverses conditions de courant, avant que le port ne soit construit.
Pour SKIKDA (Algérie), les manœuvres optimales d'accès des transporteurs de GNL de 125 000 m³ ont été
définies avec les pilotes du port.
Pour MONTOIR - SAINT-NAZAIRE, essais de manœuvrabilité et d'approche de poste avec les pilotes pour
navires de 125 000 m³.
Pour MOHAMEDIA (Maroc), les possibilités d'accès de pétroliers de 100 000 tpl et 150 000 tpl ont été
étudiées avec les pilotes du port ce qui a permis de définir le plan de masse définitif du port.
Pour le nouveau port de KWANG YANG (Corée du Sud), les phases finales de chenalage et d'approche des
installations terminales ont été étudiées pour des minéraliers de 150 000 à 250 000 tpl. Le facteur le
plus important à prendre en compte pour ces essais était le courant de marée dans la zone d'évitage.
Dans chacune de ces études, Port Revel a permis de cerner avec précision les problèmes les plus
critiques et de trouver des solutions à la fois économiques et sûres. Le coût des essais réalisés à Port
Revel apparaît dérisoire en comparaison des investissements considérables que représentent les
aménagements portuaires et les navires qui les fréquentent. Ce coût peut éviter une conception inadéquate
sur le plan nautique, plan sur lequel se forge bien souvent la réputation d'un port ou d'un terminal,
donc sa rentabilité.
La flotte de Port Revel
Elle se compose de 9 navires auxquels sont venus s'ajouter, en 2000, deux remorqueurs pouvant remplir
les fonctions de remorqueur d'escorte et de manœuvre :
| |
 |
|
Pembrokeshire
Berlin
Grenoble
Gilda
Brittany
Europe
Antifer
Ben Franklin
Normandie
|
|
pétrolier de 17 000 tpl , turbine.
pétrolier de 38 000 tpl, turbine ou moteur.
pétrolier de 43 000 tpl, turbine ou moteur.
pétrolier de 125 000 tpl, turbine ou moteur, gouvernail type Becker.
pétrolier de 190 000 tpl, turbine ou moteur.
pétrolier de 255 000 tpl, turbine ou moteur.
pétrolier de 400 000 tpl, turbine ou moteur.
méthanier de 120 000 m3 LNG, turbine ou moteur, gouvernail type Schilling.
porte-conteneur over panamax de 4400 EVP, moteur. |
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|
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|
2 remorqueurs, capables de produire l'équivalent de 55t au croc (Voith Schneider) et
l'autre de 60t au croc (Z-peller) qui correspondent à la traction de quelques uns des plus
gros remorqueurs. Avec ces 2 remorqueurs, des programmes spéciaux sur l'utilisation des remorqueurs en
traction ou en escorte peuvent être développés d'une façon réaliste au centre, après accord entre les pilotes et Port Revel. Les remorqueurs étant
aussi à l'échelle 1/25, ils ne sont pas armés par un équipage mais télécommandés par un
instructeur aux ordres du "pilote".
|
|
Tous les navires sont équipés d'un propulseur d'étrave sauf le Pembrokeshire, et du Gilda
jusqu'au Normandie, tous sont équipés d'un propulseur transversal à l'arrière.
Le principe de similitude a une définition très précise.
Similitude de formes :
Le modèle a exactement les mêmes dimensions et formes que le navire réel. Toutes les dimensions sont
divisées par un même facteur appelé "facteur d'échelle" dont la valeur a été fixé à 25. Dans le cas
présent, l'échelle est donc S(L) = 1/25. Les rapports L/B , L/d ou le coefficient block sont les mêmes
sur le navire et le modèle. Les angles, étant des rapports de longueur, sont identiques.
Similitude de masse :
Le modèle doit non seulement ressembler au navire mais il doit se comporter comme lui (étant soumis
à des forces similaires). Le rapport des masses et déplacement est le même que celui des volumes (l'eau
du lac a pratiquement la même densité que l'eau de mer).
S(M)=S(L)3=(1/25)3=1/15625.
Similitude de forces :
Si en plus des formes, masse et inertie, les forces agissant sur le navire sont "similaires", le
mouvement du modèle sera "similaire". De telles forces peuvent être extérieures : vent, courants, vagues,
ou produites par le navire lui-même: poussée de l'hélice, mouvements du gouvernail, ou crées par des
effets hydrauliques : effets de fond ou de berge. Elles seront reproduites correctement si elles sont à
la même échelle que les masses.
S(F)=S(M).
Similitude de temps et de mouvements :
Selon la loi de Froude l'échelle de vitesse est la racine carrée de l'échelle de longueur. Si un
objet tombe d'une hauteur de 75m il lui faut 3,91s pour arriver au sol. Le même objet tombant de
75/25 = 3m met 0,782 s pour arriver au sol. 3,91 / 0,782 = 5, l'objet met donc 5 fois moins de temps à
parcourir la longueur à l'échelle que la longueur réelle.
S(t)2 = S(L) = 1/25 . S(t)= 1/5
L'échelle de temps est donc 5 fois plus courte que dans la réalité (1 heure sur modèle = 5 heures
sur navire). Les mouvements angulaires sont donc 5 fois plus rapides : vitesse de réponse du gouvernail,
vitesse de giration pour un angle de barre donné, vitesse d'embardée, vitesse de rotation de l'hélice
(les cadrans sur les modèles indiquent ce que l'on a dans la réalité sur le navire).
Exemples :
Un navire de 190 000t (L= 1000 pieds) , parcourt la distance de 3 milles (#18 L de navire) en route à
12 nds à 65 t/mn en 15 mn ;
le modèle au 1/25 (L=40 pieds) parcourt 3/25 = 0,12 mille(#18 L de navire) à la vitesse de 12/5 =2,4 nds
en 15 / 5 = 3 min à 65x5 = 325 tours
Giration de 180° à 12 nds : avec 40° de barre, ce navire de 1000 pieds, au diamètre de giration de 3 L de
navire (3000 pieds) effectue une giration en 10 mn à 18°/mn
Le modèle au 1/25 (L = 1000 / 25 = 40 pieds) avec 40° de barre, au diamètre de giration 3L = 3000 / 25 = 120 pieds
effectue une giration en 10/5 = 2 mn avec une vitesse de giration de 18°x5 = 90°/mn
Quelques caractéristiques : réelles / modèles
| |
Pembroke |
Berlin |
Gilda |
Europe |
Antifer |
Ben Franklin |
Normandie |
| L p/p(m) |
159 |
6.25 |
201 |
8.05 |
269 |
10.75 |
329 |
13.17 |
337 |
13.47 |
256 |
10.24 |
261 |
10.45 |
| Larg(m) |
21.40 |
0.86 |
28.80 |
1.15 |
42.00 |
1.68 |
51.80 |
2.07 |
70.00 |
2.80 |
41.00 |
1.64 |
37.10 |
1.484 |
| TE ch(m) |
8.00 |
0.32 |
10.92 |
0.43 |
15.52 |
0.62 |
19.98 |
0.80 |
21.96 |
0.88 |
11.10 |
0.44 |
12.40 |
0.496 |
| Depl ch(t) |
22000 |
1.43 |
51000 |
3.26 |
149000 |
9.55 |
291000 |
18.60 |
471000 |
30.13 |
90000 |
5.79 |
75000 |
4.672 |
| SHP |
6400 |
0.082 |
17500 |
0.224 |
24000 |
0.308 |
32000 |
0.41 |
45000 |
0.57 |
32000 |
0.41 |
52000 |
0.66 |
| Prop Av |
- |
- |
1500 |
0.019 |
1500 |
0.019 |
3000 |
0.038 |
6000 |
0.077 |
1500 |
0.019 |
2750 |
0.0176 |
| Prop Ar |
- |
- |
- |
- |
1500 |
0.019 |
3000 |
0.038 |
6000 |
0.077 |
1500 |
0.019 |
2750 |
0.0176 |
| Block coef. |
0.80 |
0.79 |
0.83 |
0.83 |
0.89 |
0.76 |
0.60 |
Au vu de ces chiffres on constate que les masses des modèles sont loin d'être négligeables,
que les puissances de propulsion en jeu sont très faibles et que l'expression concernant les grands
pétroliers "un 35 tonnes propulsé par un moteur de Solex" se vérifie.
Disposition typique d'une équipe de manœuvre d'un navire lors des exercices:
Un "Capitaine"
qui dispose des indicateurs suivants : compas, angle de barre, tours machine, vent (direction, vitesse)
compte-maillons(Bd Td)
et des commandes : propulseurs (avant, arrière), micro pour transmettre les ordres de barre, de cap, de
machine, de mouillage.
Un "Barreur, Mécanicien"
Qui dispose des indicateurs suivants : compas, angle de barre, tours machine, vent (direction, vitesse)
et des commandes : barre, machine.
A la fin d'un exercice accompli par le "Capitaine" il y a permutation, le "Barreur" devient "Capitaine"
pour accomplir le mˆme exercice (lorsque les deux sont des stagiaires)
Afin que les stagiaires aient une trace du cours suivi et de la réalisation de la manœuvre, le
centre est équipé d'un système d'enregistrement des positions du navire qui permet de reproduire, sous
forme digitale ou de graphique, la trajectoire suivie par le modèle réduit en enregistrant simultanément
angle de barre, tours machine, cap, vitesse, force et direction du vent relatif, utilisation des
propulseurs AV et AR.
Ce système, très utile pour l'entraînement à la manœuvre, devient indispensable lorsque Port Revel
se livre à des études particulières pour la conception de ports ou de terminaux offshore.
Le système est utilisé pour la définition et la configuration des dimensions des zones d'évitage à
prévoir, l'étude de problèmes de manœuvre dans des ports existants, la définition de manœuvres
optimales, les manœuvres d'approche de "single point mooring" ou de tour de chargement, ou de mouvements
relatifs. Le système suit avec précision les mouvements du modèle dont la position relative par rapport à
la structure envisagée est ainsi connue à toutes les étapes de la manœuvre.
On a utilisé pour cela un théodolite à infrarouge, d'une précision de 1/25000 de degré, situé sur une tour à 17m au dessus du niveau du lac, qui suit le modèle cible et transmet en permanence à un ordinateur central les angles verticaux et horizontaux. Leur combinaison donne une position en plan du modèle et donc sa trajectoire. Les données sont transmises à raison de 5 couples angle vertical/horizontal par seconde. Le niveau de précision, qui varie considérablement en fonction de la position du modèle sur le lac est de l'ordre de +/- 12 cm
dans le pire des cas ( soit +/- 3 m en grandeur réelle).
Simultanément sont transmis par radio à l'ordinateur central les paramètres navire (angle de barre, tours
d'hélice, etc.).
Les modèles sont équipés pour cela d'un ordinateur HP 85 capable d'enregistrer 14 paramètres utiles à
raison d'une série par seconde. L'ordinateur central superpose les paramètres navires qu'il reçoit aux
données de trajectoire reçues du théodolite et le résultat obtenu peut alors être imprimé sous forme
numérique ou sous forme de graphique sur une table traçante.
Il est ainsi possible de connaître avec certitude les mouvements du modèle suivi et les causes de ces
mouvements. Avec les données de cap magnétique et un programme de dilatation, il est possible de
visionner à nouveau tout détail de la manœuvre.
Actuellement 2 navires sont équipés de récepteur GPS différentiel, une station de référence étant
implantée sur le site et fournissant ainsi les corrections nécessaires aux récepteurs de bord. Il est
prévu de continuer à équiper d'autres modèles.
Reproduction passerelle:
SE :Réaliste et grandeur nature avec tous les instruments de navigation.
PR :La représentation précise d'une passerelle n'est pas l'objectif. Par contre les commandes sont
les mêmes que sur une vraie passerelle.
Paysage :
SE : Réalisme approximatif de l'aspect et de la perspective, mais pas d'alignements traversiers.
PR: Les yeux du pilote sont situés exactement au niveau de la passerelle. Réalisme approximatif de
l'aspect du paysage. Par contre réalisme total des perspectives (intersection de plusieurs alignements),
vision 360°.
Mouvement du navire lui-même :
SE: La simulation est produite par des modèles mathématiques, qui sont le cœur du simulateur,
prenant en compte les effets du courant, du vent et parfois des vagues (d'une manière simplifiée).
Les calculs sont effectués en temps réel par le calculateur (lh = lh). Le modèle mathématique,
nécessairement schématique, doit être corrigé en fonctions de nombreux coefficients qui sont obtenus par
l'observation de manœuvres types, par l'observation de modèles à échelle réduite dont le comportement
est incertain justement en raison de l'effet d'échelle, par des corrections empiriques effectuées sur le
simulateur par des commandants très expérimentés en corrigeant ainsi les imperfections du programme de
simulation. Les effets hydrodynamiques secondaires (effet du pas d'hélice, abattée en arrière toute,
effet en route) ne sont pris en compte que schématiquement.
PR : La simulation s'effectue sur des maquettes de grande dimension (1/25), donnant une similitude
de Froude conforme. Reproduction directe et réaliste des effets dus au courant, au vent (vent naturel) et
aux vagues.
Tous les effets de barre et de machine sont pris en compte sans schématisation y compris les
effets secondaires tels que : arrière toute en route, effet transversal du pas d'hélice, influence d'une
"tuyère" (ou duct) sur la manœuvre; l'échelle de temps sur les modèles est 5 fois plus élevée que la
réalité, lh de maquette = 5h réelles.
Les temps de réponse du navire (inertie, transmission des ordres à la barre et à la machine) sont
pris en compte avec précision en fonction de l'échelle.
Représentation de l'environnement du navire:
SE : Seules certaines influences sont introduites dans le calculateur, cœur du simulateur, avec une
approximation très schématique comme pour effet de petits fonds, effet de berges.
PR : Tous les effets environnementaux sont subis d'un façon très réaliste en particulier effets des
petits fonds (une zone de faible tirant existe sur le lac), effets de berges, culer dans un canal etc.,
proximité de structures portuaires.
Manœuvres portuaires et approche d'un terminal :
SE : Ces manœuvres qui impliquent des variations rapides de la rotation de l'hélice et des angles
de barre ainsi que la prise en compte de l'environnement ne peuvent être simulées de façon réaliste. En
outre beaucoup de simulateurs proposent qu'un angle de vision limité à la fois dans le plan vertical et
horizontal ce qui interdit toute manœuvre serrée près d'obstacles, etc.
PR : Toutes les manœuvres peuvent être effectuées fidèlement : accostage, prise de poste en culant,
amarrage sur SBM, SPM etc. Du fait de la vision circulaire seul Port Revel permet la simulation de
manœuvres jusqu'à l'accostage.
Interaction entre navires :
SE : Pas de simulation réaliste en raison de la nature tridimensionnelle des flux.
PR : Tous les types d'interactions peuvent être effectués et testés: croisement et dépassement dans
un canal, accostage de deux navires en route ou accostage d'un navire au mouillage, passage auprès d'un
navire amarré, etc.
Manœuvres spéciales :
SE : Ces manœuvres ne peuvent être programmées facilement.
PR : Toutes les manœuvres spéciales sont possibles, notamment les manœuvres avec les ancres :
mouillage d'une ou des deux ancres, dragage de l'ancre, évitage sur l'ancre, accostage sans remorqueur
en draguant une ou deux ancres, amarrage sur sea-berth (nécessite les 2 ancres et de culer entre des
bouées).
Aspect psychologique :
SE : Peu de réalisme à ce sujet.
PR : Grand réalisme. Du fait de la taille des modèles, le pilote "sent" réellement son navire rouler,
il peut voir le pont balayé par les vagues, et ressent réellement l'échouement, les chocs et l'abordage.
Ce dernier en particulier semble beaucoup plus sérieux en raison du choc réel.
(Heureusement les maquettes sont effectivement plus solides que les coques réelles, mais cela
n'empêche pas de ressentir la réalité des accidents)
Les stagiaires repartent avec une expérience additionnelle de la manœuvre qu'ils acquièrent en
complément de leur expérience sur les navires réels et sur les simulateurs électroniques. Certains
stagiaires américains et canadiens ont décidé de suivre ce stage tous les 5 ans pour entretenir leur
niveau d'excellence.
Pour tous renseignements:
Centre de Port Revel
38870 SAINT-PIERRE DE BRESSIEUX - FRANCE
Tel : 33 (0)474 200 240 - Fax : 33 (0)474 201 229
E-mail : port.revel@sogreah.fr - Site : www.portrevel.com
Ou SOGREAH BP 172-X - 38042 GRENOBLE CEDEX - FRANCE
Tel : 33 (0)4 76 09 80 22 - Fax : 33 (0)4 76 09 22 67
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