Un outil pour analyser l’endommagement d’un navire à la suite d’un échouement

Publié par Jean-Philippe Pineau, le 24 octobre 2023 510

Les récents accidents du Costa Concordia (2012) et du MV Wakashio (2020) ont montré que malgré l’investissement continuel de l’industrie navale pour accroître la sécurité des navires, des efforts sont encore nécessaires afin de limiter le nombre d’accidents maritimes et leurs conséquences.

Le secteur maritime se réfère aux guides SOLAS[1] pour minimiser l’endommagement et la probabilité pour un navire de sombrer à la suite d’une collision ou à d’un échouement. La réglementation SOLAS est fondée sur une approche probabiliste issue d'analyses statistiques d’accidents impliquant essentiellement des navires de charge. Elle ne prend pas explicitement en compte le type de navire, sa structure (présence ou non d’une double coque, espacement entre raidisseurs…) et la capacité d'absorption d'énergie (matériaux, épaisseurs…). Les distributions statistiques d'endommagement sont pilotées uniquement par la longueur, la largeur et le tirant d'eau du navire. Par conséquent, il est très difficile, voire impossible de quantifier une possible réduction de l'endommagement associée à un design alternatif de navire.

Dans ce contexte, le projet européen FLARE[1] initié en juin 2019 avait entre autres pour objectif de développer une méthode fiable et rapide pour l’analyse de stabilité des navires à passagers après une collision ou un échouement. Ce projet collaboratif a été conduit en partenariat avec des armateurs de navires de croisière, des chantiers navals, des sociétés de classification, des centres de recherche et des universités européens.

L'analyse de stabilité des navires après endommagement nécessite de quantifier les conséquences d'un accident en considérant des centaines voire des milliers de scénarios. La simulation numérique par éléments finis est aujourd’hui reconnue comme l'approche la plus précise et la plus polyvalente pour simuler les collisions et échouements de navires. Néanmoins, les calculs associés sur ordinateurs sont très longs et rendent la méthode inadaptée en phase d’avant-projet, lorsque de nombreux scénarios d’accidents doivent être étudiés.

Test d’échouement (gauche) et Simulation numérique (droite)

Dans le cadre d'une thèse, un programme basé sur des formulations analytiques, nommé FLAGS, pour estimer rapidement l’endommagement subi par un navire à passagers lors d’un échouement a été développé. FLAGS a également été couplé à un code « fluide » qui simule l’action de la mer sur le navire, pendant et après l’échouement. Les fonctionnalités suivantes ont été validées par comparaison à des simulations par éléments finis : (i) échouement sans déchirure de coque, (ii) échouement avec perforation de coque, (iii) cas particulier où les oscillations verticales du navire conduisent à la création de plusieurs brèches, (iv) échouement sur le côté du navire.

Interface graphique du programme FLAGS

Le Bureau Veritas, partenaire du projet européen, a utilisé l’outil FLAGS pour simuler des centaines de scénarios d’échouement d’un navire à passager afin d’étudier la pertinence de divers renforcements vis à vis de sa résistance à l’échouement.