Remarques sur le fonctionnement des chalutiers en péche

ARCHIEF

Lab. y. Scheepsbouwkwde

Association Technique Maritime, et Aéronautique. 'Session J 956.

I, boul. Haùssmann, PARIS Technische Hógescnop

S?MMAIRE r

Ce riiénwire posè les équations du fonctionnement propulsif d'un chalutier en pêche lorsqu'il existe un courant parallèle à la route et montre par des diagram-rnessirnplès l'influence de ce courant sur les vitesses mesurables. .

Des exemples de relevés sir, des chalutiers en essais sont donnés et le mémoire conclut 4 l'intérêt de développer 'ces mesures pour, apprécier plus objectivement les qualités des chalutiers et les possibilités de pro grés.

-.

par M.. JOURDAIN,

Ingénieur en Chef du Génie Maritime' (C. R.).' Ingénieur à l'Institut de Recherches de la Construction Navale.

I. - INTIODUCTION

Au point de vue propulsif, le halutier est essentiellement un navire doiLt

l'hélicè doit fonctionner normalement à deux régimes 'très diff rents qúi sont, pour lui, la route libre et la .pêche.Dóivent satisfaire à une exigence analogue

les remorqueurs avec les régimes de rOute libre et de remorquage, les dragueurs

avec ceux de route libre et de dragage, les sous-marins'avec cux de surface

et de plongée. . .

La présente note a pour objet de montrer que le chalutier représente un cas particulier, plus. complexe que celui des autres navires cités, et d'apporter une contribution à l'étude 'du foictioanement en pêche..,

Deift

REMARQUES

'SUR

_{JJ FONCTIONNEMENT}

-'

2---

S-- GEIÇEBALITS

I

- Au point de vue théorique, la distinction des deux régimes peut s'exprimer par le fait que les coeffibients sans ¿limension

d'avance, de poussée, de couple et de résistance vaincue par l'hélice ont pour chacun des régi--meS, line valeur autour de laquelle ils varieiit peu, alors que ces deux valeurs moyennes .sont

- c, A très différentes. .' .

Cela peut se traduire par le graphique de la figure 1., qui représeùte la caractéristique C (X) de l'hélice derrière carène avec les nota-tions classiques

éoefficient d'avancé -X = V étant la vitesse d'avance n fe nombré de tours par seconde

.D le- diamètre de l'hélice,

coefficient de résistance vaincue. _{= n2D4}

R étant la réistance vaincue par l'hélice et la masse spécifique.

- Pour les deux iégimes, les résistances- à vaincre sont respectivèment

R1 et R2, correspondant aux coeffi.cients -de résistance à vaincre C _1=pD2%T2'

R1..

_.

-g-, 2

'-E2= pD2V2

Les points dé fonctionnement étant définis par les égalités R = ou R, répondent à la condition: -.

-' Cvxpn2D4CxXpV2D2

'S soit encore.: . 2 - 5X2 C

Vfl2D2

de sorte que les points dé fonctionnement sont les intersections de la carac téristique C avec les púaboes Cv = CR1X2 et C = CX2.

Pour chaque régime, le coefficient CB varie peu, au moins par beauté'mps,

- tandis qué l'écart important de ses valeurs pour les deux régimes tient au fait

que les résistances R et R2 ne sont pas. celles du même objet.

-3

-Cependant, dans tous les cas autres que celui du chalutier, R1 et R2 sont

'des résistances hydrodynamiques fonction uniquement de la 'vitessedu navire

par rapport à l'eau: cela est évident pour le sous-marin, mais il en est encore de

même pour le remorqueur.et le dragueur, car le remorqué ouladragueont la même vitesse relative à l'eau que le navire qui les tire.

Au contrair, pour le chalutier en pêche, si sa résistance propre, est bien

encore fonction de sa vitesse par rapport à l'eau, il n'en est pas de même' de la iésistance du chalut, dont' la vitesse relative n'est pas la même que celle du chalutier en raison de la variation du courant àvec la profóndeur, qui ne\peut

être'négligée au voisinage du, fond. ' ',

En d'autres tèrmes, la vitesse apparente de chalutage n'est _{pas défidie}

par la seule connaissance. des 'caractéristiques du chalutier et de ses engins de pêche; elle dépend erl outre d'un paramètre supplémentaire : le courant sur

Jes' lieu.x de pêche, qui peut la faire varier dans de fortes proportions.

Avant d'étudier .ce problème' théoriquement, nous allons l'examiner

qualitativemeñt plús en détail.' '

III. - ETUDE QUALITATIVE DE L'ErPETDU COURANT

Cornm il vient d'être indiqué, là résistance propre du chalutier varie

ávee sa vitesse sur l'eau, tandis que la résistance du chalut_{varie avec 'Sa vitesse.}

relative à l'eau qui l'entoure, a priori intermédiaire entre les vitesses du ch.lu-tier sur la surfa'ce et sur le fond,- qui diffèrent entre elles 'par la _{vitesse du}

courant. ' /

Considérons, d'abord le cas du chalutage_{par beau temps et sans courant;}

toutes les vitesses sont égales à V0 et, pour un couple donné, l'hélice tourne à N0 en vainquaht une Eéstance R0, sommé des résistance du navire et du chalut à la vitesse V0. '

Supposons maintenant que le navire -entre dans un courant 'favorable progressivement croissant; sa vitesse par rapport à l'eau tend à s maintenir

et' selle du' chalut par rapport au fond à augmenter; l'équilibre _{est rompu,} car la-résistance propre du navire' ne varie pas tandis que ceÏle du chalut

àugrnente si, c'orilme il est normal, le cou'rant ést móins fort au fond qu'en surface; cet équilibre se rétablit par une diminution de la vitesse relatIve du navire (V'1 <V0) et une augmentation de la vitesse relative du

_{chalut (V'1>}

Ve) telle ue, en première approximation, la somme de leurs résistances soit

égale à R comme précédemment, la différence (V"1

_{- V'1) augmentant}

avec 'la vitesse dii courant; la répartition de cette 'différence entre vitesse du navire et vitesse du chalut dpend de la part de chacun d'eux dans_{la résistance'}

totale '

s-t

-4-diminué comme la vitesse du navire et, suivant, les caractéristiques classiques de l'hélice, les ioefficients de résistance vaincue et de coupleauraient augmenté,

c'est-à-dire que la résistance vaincue, et le couplé auraient augmenté puisque N est supposé constant; cela est impossible, puisque le couple est constant par hypothèse : il laut dònc que N diminue (N1 <N0); s'il diminuait autant que V, l'avance par 'tour nevarierait pas etil en serait de même' du coefficient de couple; le couple lui-même'aurait,dono diminué pour compenser l réduction

de N. On peut donc enconclure que N diminue moins que V, c'est-à-dire que l'avanee par tour diminue. Cette diminution entrame 'une augmentatipn du coefficient de réistance vaincue, mais on ne peut rien dire sur la résistance vaincue elle-même sans comparer les , pentes relativés" 'des caractéristiques de résistance vaincue et de couple.

Si le navire entrait dans un courant contraire progressivément croissant, on ferait le raisonnement inverse, conduisant aux conclusions suivantes:

-augmentation de la vitesserelative du navire (V'2> 'r0)

- diminution de la

vitesse relative du chalut "2 <V0)

- augmentation du

nombre de tours '(N2 > N0)

- augmentation

de l'avance partour (a2' > a0)

Si l'on 'ádmet que le ren4ment de lapêche croît avec la vitesse relative du chalut, on arrive donc à cette conclusi"on d'apparence 'paradoxain que ce

rendement dOit être d'autant meilleur que la vitesse relative du chalutier,

indique par son loch, est plus-faible. . ' . '

Il 'va sans dire que çette conclusion ne vaut .pas pour la comparaison de deux chalutiers qui peuvent avoir des vitessesV0 différentes et que, 'pour un'. ñavire donné elle suppose toutes' les conditions identiques sauf lè courant; en particulier, il est bien évident qu'une réductioñ de 'vitesse due au mauvais

temps n'est pas favorable. . , , .

-On, peut encore Jus1ifier cette notion en considérant 'deux ca extrêmes,: si le courant favorable pouvait augmenter .assez pourentraîìier le

chalutièr à sá propre vitesse, la résistance propre de celui-ci ser.it nulle en'

plême temps que sa vitesse relative, tandis que la vitesse du chalut par rapp,prt

au courant réduit qui règne au voisinage du fond serait grande;

-- si le courant

contraire, augmentait 'assez pour que le chalutier puisse

juste l'étaler, sa vitesse relative serait grande, mais il n'y aurait plus chalutage, puisque le chalut serait immobile par rapport au fond.

Une remarque dojt encore être faite. Unarticle récent [1] a relaté diverses mesures faites à bord 'de chalutiers et' montrant que, au moins à partir d'un

certain remplissage du chalut, la résistance de celui-ci croît de façon appréciable avec son remplissage de sorte que, par exemple, à réglage donné de la machine,

le loch constitue un indicateur de remplissage, la vitesse pouvant y rier -de 0,4 à 0,8 noeud entre le début et la fin d'un trait dans une zone favorable. Il

Ö

'-5-semble que ces résultats aient été obtenus dans üne région qù les courants sont très faibles et que cette influence du remplissage du chalut puisse être masquée, sinon inversée, lorsque, au cours d'un trait, le chalutier rencohtre

un courant variable, soit en raison dela durée du trait, soit par suite d'un changement de route. Par exemple, un chalutier faisant uñ trait rectiligne

dans un courant, contraire progressivement croissant pourrait voir sa vitesse au loch augmenter constamment malgré le remplissage du chälut.

IV. - ETUDE TEORIQUE

1° Résistance à 9aincre par l'hélice.

La résistance R à vaincre par l'hélice d'un' chalutier en pêche est la somme

de trois termes

- la résitance hydrodynamique et aérodynamique du' chalutier: R'

- lä résistance hydrodynamique du. chalut . : R"

- la résistance de frottement du chalut sur le fond

_{: R"}

Soit V la vitesse du halut'ier sur le fond ,V' sa vitesse _{par rapport à la} surface, V" la vitesse du chalut par rapport à l'eau au voisinage du fond tétant donné la faible hauteur du chalut, V" peut être considérée comme constante, même si le courant varie relativement vjte au voisinage du fond).

Pour les vitesses de pêche, on peut admettre que

R' = k'V'2 + k.

Dans cett formule, le terme k'V'2 représente la résistance du chalutier en eau et air calmes, tandis que le terme k représente la majoration de cette résistance 'due aux circonstances météorologiques ,(mer et vent); en effet, divers auteurs saccordent pour considérer que la résitance additionnelle due

à l'ngitation de la xher bst indépendante de la vitesse et plus ou moins proportion-nelle au creu,x es lames; il est encore plus' généralement admis que la résis-tace due au vent est prportionnelle au carré de sa vitesse relative qui,_pour un vent fort aux 'vitesses de pêche ne dépend pratiquement pas de celle du navire; si l'on note en outre que les vitesses de pêche ont faibles en valeur

absolue et variables dans un domaine très restreint, on peut certainement

admettre comme une excellente, approximation que k est constant pour un

navire faisant une route donnée par uñ temps donné; 'en revanché, k peut

varier considérabIemen si' la route ou le temps changent; en particulier, k_{= O} quelle que soit la routé par calme plat et il a un maximum absolu correspon-dant aux plus fortes tempêtes que peut rencontrer le navire; il a aussi un

maximum pratique inférieur au précédent correspondant au temps au-delà

Pour R", on pent, prendre la loi:

formule donnée par le .Professeúr Hideaki Miyarnolo [2] et qui résulte également

d'expériences faites au Bassin de Paris Nous avons noté que k" dépend du remplissage du chalut, niai cette influence est faible pour des remplissages modérés tels que ceux que l'on obtient génér'alemerit en esais et nous n'en tiendrons pas coihptç dans cette étude. .'

-Quant à R", c'est une résistance .de frottement solide sur solide qui

dépend de la, nature du fond, mais non de la vitesse: on 'peut donc,' pour une

nature de fond donnée, écrire:

-= k"'

k" étant une constante comme k, k" et k", tant que le chalut n'a tendance

'à s'envoler.

On a donc au total:

R k + kIV!2 + ¡cn'Vff2 +' k". ' (i)

Supposons maintenant que la composante du courant parallèle à la route soit C en surface et mC 'au vòisinae du fond; on a alors': *

V'=V±

.'.

V" = V± mC.

le signe supéieur correspondant au cas du chlutier taisant route conre le'

courant, le sigre inférieur au chalutier faisant route avec le courant. L'égalité (1) prend la forme

R (k' + k")V2+ 2(k"± mie") CV + (k' ± m2k")'C2 + (k+

1CH) ₍₂₎

et nöus 'considérerons en particulier. les cas suivants. a) Courant nul.

R0

(k' + ')V2 + (k + k")

(3)

Si' en outre le temps est 'calme (k O),: T

R,0 = (k' + k") V02 + k"

(3') 1;) Navire /ai.ant route aeec le coufant.

R1 = (1(+ k" }V12 2(k' ± mie") CV1 + (k' +'m2k") C2 +'(k' + k") (.)

formule qui n'est valable qie pour V1> C; si V1 '= C, V' devient nul 'et l'on a:

R1 = k"V"2 + (k + k") = /e" (V1 - mC)2 + (k ± k") =

= k" (t -- rn)2

C2 ± (k +k")

(4')

Par beau temps, k = Q. -. ' '

Ce mode de fonctionnement est identique au pomt fixe en eau mdefinie, qar la totalité de la puissance est transformée en traction sur'les funes.

a

7-- PoÙi, V1 < C, R' deviendrait négatif et, en admettant que k' n'a pas

varié :

.

R1 = (k' ± k") V12 2 (-' + mk") CV1 + ( k' + m2k") C2 ± (k -I. k") (4")

formule qui. n'est välable que pour V1> mÇ, condition tóiij ours réalisée, en pratique puisque lé chalutier peut toujours vaincre une résistance supérieure

o) Na'ire faisant route contré le courant.

R2 = (k' + k") Y22 + 2 (k' ± rn/c") CV2 + (k',+ m2k") C2 + (k ±k") (5),

formule qui n'eSt valable que pour V2> O, car si la vitèsse sur le fond s'annule,

il n'y a plus chalutage; cette limite répond à l'équation :

R2 = (k' + m2 k") C2 +

_{(k ±}

k")

(5')

A noter que ce foictionnement limite ne se confond ni avec le point fixe, ni avec la route libre. En effet, le chalutier est bien au point fixe, mais, outre la traction sur les funes (m2k"C2 + k"), il a à vaincre une résistance'decarène (k + k'C2) puisqu'il progresse par rapport au courant, on ne saurait davantage le considérer comme en route libÌe. par rapport au couränt, car, bien que le chalut soit immobile, il exercé un effort de retenue.

2° Résistance c'aincue par l'hé'lice.

Considérons maintenant les caractéristiques dò l'hélice derrière carène

R

Cv = n2J4'

Q CQ.= pn2D5 Soit alóÑ: V0 R,, _{" Q} A,, = CV. _pnD4 et CQ..

_{- pnD5}

les coordonnées des piñts relatifs au fonctionnemént e,n thalutage par beau temps et courant nul sous le couple Q.'

Sous le même couple, on aura, pour un temps etun courant quelconques:

A V'ñ0 -

CvRn

Cv. R0n %

!:_CvCQ.

R,, CQCV. On. tire de là:'

-8--

-fonction croissante de variation lente et approximativement linéaire dans uì domaine limité, si bien que l'on. a sensiblement : I

+

c'(?

vece. >0 et de l'ordre de 1/4 à 1/e. D'autre part, il re semble pas que

I I puisse excéder sensibleriìent 0,2 dans les. cas isuels 4e sorte que

R/R0 ne saurait guère différer de l'unité de plus de.5 à IQ %.

Il est donc légitime d'admettre en première appröximation l'hypothèse R = R0, quitte à estimer ultérieuÑment l'erreurainsi faite.

3° Calcul des ç'itesses de kalutage par beau temps. -

-Prenant alor comrie référence la vitêsse .V0 de chalutage par beau tem'ps et courant nul répondait à l'équation (3'), nous obtiendrons V1 enégalant. les eìpressions (3) et (4), V2 en éalant les expressiqns (3) et (5). Ce qui donne les équations :

-(k' ± k")-V - 2 -(k' + rn/c") CV1 + -(k'

4- m2k')C2 =' (k' - k") V (6)

(k' + k") V + 2 (k'+ rn/c") CV2 + (k' -f- m2k") C2 = (k' + k") V

(7)

dont on peut encore faire la différeitce:

(k' ± k") (V

V) - 2 (k' + ink") C (V1

V2) = 0 ou encore.:

lc'+mlc" 2

Cette demi-différence est inférieure à C car, par grand fond, m est toujours

notablement inférieur à l'unité. Il en réulte, puisque V' V'2 = V1

V2 2C

/

Vj<V.

Il faut alors aussi qùe n < n2, car dans l'hypothèse inverse on aurait

simnitanément.)1 <1 et. C <,C42, ce qui est impossible.

On en déduit: > CO3

-d'où résultent:

Çv1 > Cv2

et

'.R1>R2

Cette dernière relation permet de préciser le sens de l'erreur due à l'appro-ximation R1 R2 : ]a différence V1 - V2 est sous-estimée et il est évident, en prenant V0 comme référence, que la vitesse-V1 est sous-èstimée tandis que V2

est surestimée. . .,

-.En négligeant cetté erreur, -il n'y a aucune'difficnité à résoudre les

equa-tions (6) et (7) pour en tirer V1, V, V'1,.V'2, V"1, Vr2, mais on peut les siplifier

-a) Valezr du paramètre m.

-D'après les chiffres bités par l'ou'i.rrage n° 427 A du Service Hydrographiqué

[3], on peut penser que le paramètre in est toujours notablement inférieur _1, s'a valeur probable étant de l'ordre de '/. La valeur in _{= /2 n'apporte aucune} simplificatián aux formules et il' est sans intérêt de l'étudiei' en particulier.

b) Valeur dii rapport k' /k".

Les valeurs dé k' sont bien oniue par, lés essais de remärquage dés

chalutiers; celles de la résistance totale du chalut k"Vh'2-f- k" le sont éalemen,t et l'on sait qu'elles sont plusieurs dizaines de fois supérieures à -celles de _la résistance de carène en eau calme k'V'2, 'mais nous n'avons pas connaissance -d'expériences ayant permis de déterminer l'ordre de grandeur relatif de k" et. k"; cependant, les chiffres déduits des expérienéés de, Miyamoto _semblent

montrer que la résistance hydrodynamique du. filet seul est de l'ordre de

la traction sur les funes; iles expériences anciennes exécutées au Bassin de Paris à. la demande du Service Scientifique des Pêches fournissent la même

conclusion., .1 's'èxñble donc certain que lá résistance du chalut_{ne soit pas due'} en presque totalité au frottement solide; dans cette hypothèse k" est très supérieur 4k' et l'on 'devrait avoir' une bonñe approximation _{des courbes}

en étudiant le cas limite k'/k"

-. . i

Piiisque m n'est pas très petit, on peut négliger k' 'non seulement devant k" mais encore devant mk" et m2k" et les équations 6) et (7) se réduisent à

= V1 -- mC = V0

_:,.

(9)

V = .V2 +. mC = v0. - (10)

Elles' expriment que la viteése vraie de chalutage, c'est-à-dire la vitesse relative du èhalut par rapport-à l'eau qu'il traverse est constante et

indépen-dante dû courànt, proprieté évidente puisque la seule résistance non négligeable.

'est 'cellé du chalut. ' .

Qn en tire :

Vi,:-f-V2

V ' 11'

2

''°

'-

-c'est-à-dire que la vitesse vraie de ,chalutage est égale _{la 'vitesse moyenne} sur le', fond obtenue 'en faisant une série de parcours de seni alternés_pour'

éliminer l'action. du courant. .

On en tire également -

(12)'-Vr=V2±C=Ve+(j_m)C

(13) d'où': - , '

Vj+V=V1+V22V0

(Il')

-, \T2 (1 in) C. ' (f4) M... JO,ItDA1N. Rémars... J

IQ-Cette derniere formule ainsi que la formule (8)' mettent en,, évidence, la différence entre les résultats de bases faites en route libre ou en chalutage':

dasis le premier cas, a différeñce (V'2 V'1) est ru1ile,. tandis que la différence

(V1 Y2) es't égale à 2 C;' dans le second cas, la première est portée à 2(1nz)C,

tandis que' la- seconde 'est réduite à 2. mC,

leur somme démurant évidemmnt 'égale

a-2 C comme dans le premier cas, puisque, quél que soit le sens du courant, la valeuù

y; .. v

absolue IV - Y'

ne peut être' qu'égale

ac.

Ces formules sont susceptibles d'une'

représentation graphique simple en portant.

en abscisses le courant C et en ordonnées FIG. 2. les diverses vitesses (fig. 2). V1 et' V2 sont

symétriques par. rapport à l'horizontale

V"1 et V"2, Ïeur'cart' étant mC. V'1 et V'2 sont également symétriques,leur

-écart par rapport à l'horizontale étant (1 - in) C. .

-La figure 2 se rapporte au cas où rn < 1/2.

Or) peut montrer que 'si l'on ne considère pas k' comme négligeable devant.

k", ces droites sont remplacées par des

'.

-ellipses ayant pour centre l'origine

t

ui leur. ont tangentes au point dont

elles divergent. Les régions où', les

ellipses diflèrènt sensiblement de leurs

tangentes respectives en ce point corres

pondent a des òoürants plus importants V

que ceux que l'on rencontre

.praique-ment.

On peut également .éliminer le

courant pour établir une relation

gra-phique entre les vitesses' simultanées .. '

.

V et V'. Celle-ci se déduit immédia- '

'

tement des 'équatións (12) et (13) t s'écrit' quel' que

soit l'indice

(1m) V ± 'nV' = V.

'

(15),

'est une droite représentée par -la figure 3' dont le coefficient angulaire

dpend uniquement du coefficient m qui caraçtérise la 'variation du. courant avec la profòndeur; le segment de cette'droite situé au-dessous de la première

bissectrice représente les routes avec courant fvorable (V1 et V'1), le segment

situé au-dessus ais roútes avec courant contraire (V2 et V'2), 'le point sur la" première bissectrice (V0) le fonctionnement sans coürant. -.

-11

la figure 3 est remplacée par une ellipse qui lui est tangente au point où elle

coupe la première bissectrice et ayánt pour centre l'origine; mais on peut mon-rer aussi que si l'on tient compte de l légère variation de R due à celle du point

de fonctionnement; cette llipsè est remplacée par une courbe située êntre

elle-même et la droite de la figure 3, si bien que, pour toutes les valeurs usuelles

du courant,t cette droite constitue une excellente .approiimation.

40 Influence du mauc'ais temps sur les c'itesses de pêche.

Grâce à la forme que nous avons donnée à Ja résistance dii chalutièr par mauvais temps, cette influence s'étudie très simplement. Eneffet, soit, pour un état du temps donné, k1 la valeur de k orrespondant à une route avec courant favorable, k2 celle correspondant à une route avec courant contraire. Si ces courants tendent vers zéro, ii leur correspond respectivement des vitesses de

chalutage sans courant et par mauvais temp formules :

-R01 = (k' + k") V01 ± '(k1 + k")

(3) R02 = (k' + k") V202 '+ (k2 + k") _(3e) tandis que les 'expressions (4) et (5) ont inchangées, si ce n'est que. k a l'indióe I

dans (4) et l'indice 2 dans (5).

En admettant totijoursque R ait dans tousles où la valeur R0, les

equa-tions (6) et (7) sont inchangées,.si ce n'est que c'est V01 qui intervient dans (6) et V02 dans (7), ce qui interdit d'écrire les relations (8),(11) et (14). Mais on _a

toujours :' '

La modification correspondante de la figure 2 ne présente pas grand

-intérêt, mais la relation (15) se dédouble en :

(t - ni) V1 + m V'1 =,. V01

(15k) -. (1

m) V2 ± m V'2 = V02

(15e)

si bien qu'il en est de même de la droite de la figure 1 qui prend l'aseot de la

figure 4 ou de, la figure 5;' dans la figure 4, le vent et le courant sont supposés

de directions opposées, tandis qu'ils sont de même sens dans là figure 5; dans les deux hypothèses, on a supposé que l'effet favorable du vent ARétait sur-compensé par l'effet défavorablé de l'agitation de la mer, ce qui semble être

le cas le.plus fréquent.

Le décalage des deux segments entreux et par rapport à la droite corres-pondant au beaú temps semble pouvoir être important. Nóus ne connaissons s V11 et V02 données par .les

V"1 = V1 - mC = V01

(9f)

V"2 := .V2 + rnC' = V

(W2)

V'1'==V1

- C = V01 --(1 ni) C

_(i2)

¼,

- ou encore

r. 12

-pas de elevé expérimentaux permettant de le définir avecprécision, mais on peüt s'en faire une idée d'après les faits suivants. Pour degrands navires à des,

vitesses moyennes, divers auteurs ont relevé par très mauvais temps de

majorations de puissanoe supérieures à 100 %; ces résultats ne sont pas

aisé-ment transposa:bles .,à un chalutier, car il semble que les temps en question

ne lui 'permettent pas de demeurer n pêche; mais on peut tirer des chiffres

rele'és par MM. Rétali et Bindel sur des dragueurs [4] les ordres de 'grandeur

suivant : avec un creux, de 3 mètres, mer de l'AR,. sans vent, la résistance à 3 noeuds serait tripléè; un vent de 6 rn/s donne une résistance additionnelle voisine de celle en eau calme à 3 noeuds; en öornbinant cesrésultats, on trouve

que, à 3 nùds par creux de 3mètres et vent de 30 noeuds, la résistance est décuple de celle én eau et air calme, c'est-à-dire qu'elle nestplus négligeable

,' devant celle du chalut. '

50 Cakul des nombres de tours en chalutage.

En adfnttant la linéarité de la caractéristique (CQ, ?) dans la. zone. de

pêche, on peut écrire son équation :

p étant l'abscisse du point où son prolongement coupe l'axe des ) et un

coeffi-ciex4 positif gal à C0

En remplaçant C et ) par leurs expressions (§ 2° éi-dessts), cette égalité devient:

.Q'._

¡

.x__

(16)

celle d'une hyperbole ayant son centre à l'origine et pour asymptotes l'axe des V' (n O) et la'droite n = dont le coefficient angulaire éìt assez faible car l'avance par tour V'/n en chalutage est très inférieure, à pD qui est voisin

du pas dé l'hélice.

Le coefficient angulaire. de la

tangente à.. l'origine (V"= O) est

% pD, c'est-à-'dire la moitié de celui

de l'asymptote, tandis que l'ordonnée

ae ce point varie comme La

cOurbe est donc constamment

crois-sante et

assez tendue ,pour être

assimilable à une droite dans la

'

région utile.

Notons encore que

si Q est

donné, et dans la mesure où la

carac-téristique (Ce, )). ne. dépeid pas d la vitesse ou de tOut autre paramètre

(hypothèse du sillage constant), n ne dépend que de V' si bien que l'hélice constitue un loch, mais un loch à caractéristique hyperbolique et non linéaire

comme pour un loch usuel. Sous la" même réserve quant à l'unicité 'de la

caractéristique (CQ,'), la courbe de. la figure 6 st valable que le temps soit 'beaiiou mauvais.

, ,

On péut égalément remarquer que les deux facteurs du premier membre représentent respectivement les distances d'un point de la 'courbe 'aux deux

asymptotes si bien 'que Q est

propor-£

A '

' M tionnel à l'aire du triangle MAB (fig. 7)

darts léquel M êst un point courant de

- , ,

-"

' l"hyperbole, Aet B les.pieds des normales

--'Ç" abaissées de ce point sur les 2 asymptotes'. -- Cetfe remarque, permet de ramener, sur

\

-''

une courbe unique les' points relevés

sous des couples différénts mais connus.

Par exemple, sous' couple double, on

A ' V

Obtiendrait avec un nombre de' tours FIG. 7.

, double le point M' construit en, menant

par A', tel que MA' = MA, la parallèle à 0v' et en prenant 'son intersection avec la parallèle à l'autre asymptote

-menée par M. Le choix de la majoration de nombre de' tour est arbiträire et

ne correspond à ucuñ' fonctionnement en relation simple avec le régime réel;

il n'aurait pas été plus compliqué de faire la' construction dans nué hypothèse ayant une réalité physique, telle que la consténce du'Q ¡N2, mais cette

hypo-thèse est indifférent'e, puisque la courbe (n, V') ést indépendante du régime de er,fe'

soit:

En posant a

- 14 -.

fonctionnement qui fixe seulemeñt le point sur la courbe unique corresp9ndan!.

à un Q déterminé. Pour appliquer cette constructio, il faut ,connáltre l'asyp-tote oblique, c'est-à-Iire le produit pD. Celui-ci est défini dès que l'on connaît

n et V' pour deux essais exécutés ou nonau même couple; en effet, les équations (16) relativès à ces Vessais foûrnissent par division la relation

n1 (pDn1.7 V) Q1 n2 (pDn2 - V) - Q2. d'QÙ l'on tire

pD (n12 Q2- n22 Q) = n1 V'I Q2 - n2 V'2 Q.

Si les couples sont différents, il faut les connaître et qu'ils correspondent à des Q /N2 différents pour que pD soit déterminé, mais si les couples sont égaux,

il est inutile d'en connaître la valeur car l'on a simplement :

-

pl) (n - n22)= n1 V'1

n2 V'2

qui définit bien pD si n1 et. n2 diffèrent suffiamment.

Il est ñtile de connaître aussi l'ordonnée à l'origine de l'hyperbole à couple constant; elle est donnée par la fòrmule

- 2 = n n n2V -. n1V

1

Enfin, il est bon de. signaler que les considérations de ce paragraphe sont

susceptibles d'applications plus générales, car elles ne visent passpécialement

les chalutièrs. Pour ces. derriers, la courbe de la figur 6 construite à partir -de 2 ou 3 relevés ayant déjà permis -de définir la vitesse vraie de halutage V0, fournit le nombre de tours correspondant n0.

60 Calcul de 1'aance par tour en chalutage. V,.

= -- la formule (16) peut encore s ecrire:

n.(pD.a)

_.=

-S

(17)' équation de. la caractéristique (a, y) évidemment Ïinéraire, puisque c'est l'hypothèse qui nous a permis de poser la formule (16).

A couple. constant, est proportionnel à 1./n2 et l'on obtient une

ropré-sentation graphique intéressante des résultats d'essai en prenant une échelle:

linéaire èn 1./n2 et une échelle linéire en a (fig. 8).

En faisant apparaîtrea et-V, la fOrmule (16) peut encore s'écrire

--.(pDa)

V12 _Q.

-En chalutage, a est toujours faible devant pD; on peut alors, après avoir

crit:

a = V'

/i i/pD (i

_-'

remplacer. dans le terme correctif a par sa valeur approximative V' ce qui donne: .

a

' (

-c'est-à-dire que a vraie presque propoxtionnellement à V', la courbe (fig: 9)

FIG. 8. FIG. :

étant une parabole très vcïsine de sa tangente à l'origine dans,la zone de, cha-lutage et située légèrement au-dessous.

Comme les résultats relatifs au nombre de tours, ceux relatifs à l'avance

par tour sOnt indépendants du régime de fonctionnement et valent que le

temps soit beau ou mauvais..

70 Résumé et conséquences de l'étude théorique.

La vitesse vraie de çhalutage par beau tmps (vitesse rélative du chalut)

est indépendante du courant; pour un chalut. donné, elle varie comme la racine

carrée de la traction réalisable sur les funes etle produitde es deux variables est proportionnel à la puissance disponible et au rendement propulsif, il y a

donc mteret a disposer en peche de la plus grande part de la puissance mstallee

et a l'appliquer à l'hélice sous un nombre de tours qui assure à celle ci le meil leur rendement derrière carène malgré les conditions d'avance, variables avec le courant, il est probable p.ie ces conditions ne seraient plemement satisfaites qu'en employant simultanément un variateur contmu de vitesse et une hélice

à pas réglable de façon continue, mais ce double reglage serait sans doute d'une

-16..

En se limitant au cas usuel de l'hélie à pas fixe et du lonctionnement à couple constant, le courant fait varier en sens inyerse la vitesse sur 'la surface et la vitesse sur le fond et la première détermine le nombre de tours, qui croit

lentement avec elle tandis que l'avance par tour lui est presque proportionnelle.

Par mauvais temps, la vitesse vraie de chalutage diminue en demeurant iniépendante du courant pour un temps 'établi et une route déterminée; les relations entre vitesse en surface et nombre' de tours sont les mêmes que par beau temps et il en est de même des relati9ns entre vitesse ,en surface, vitesse sur le fond et vitesse vraiede chalutage; on peut donc déterminer si, indépen-damment de la tenue à la ner du chalutier, lè ternpspermet ou non une vitesse

vraie de chalutage acceptable.

V. - DÉTERMINATION PRATIQUE DES CARACTÉRISTIQUES PROPULSIVES

J

DUNCBALTJTIER

Lescaractéristiques d'utilisation d'un chalutier en pêche.seraient

complète-ment connues si l'on pouvait établir pOur lui les graphiques schématisés phr les figures précédentes. La prédétermination de ces graphiques àl'occasion d'un projet est sans doute accessible, mais ne présentera d'intérêt que lorsque 'l'on aura pu vérifier la còncorçlance entre graphiques prédéterminés et relevés sur un navire à la mer. C'est pourqui nous examinerons d'abordquelles sont. 'les mesures à effectuer pour les construire sur un navire réel..

Si l'on dispose de moyens de mésure du couple,. le. premier diagramme à

établir est (a, y) [5], çe qui exige au moins 2 séries de bases (visuelles ou' Decca):

[6] à des allures nettement différentes, complétées par une série en chalutage (obligatoirement exécùtée au Decca); si l'on a pu faire un essai ai point fixe en eau pratiquement indéfinie, le point' obtenu concourt également à la déter-mination du diagramme (a, y). Au cours des essais de vitesse, il faut mesurer, non 'seulemént la vitesse sur le fond et le couple, - mais aussi le nombre de

tours, ce qui est parf9is difficile ur les chalutiers. S'il y a un loch, on mesurera également la vitesse en surface; des mesures de poussée et detraction sur les funes en chalutage seraient souhaitables, mais elles 'ne sont guère réalisables

avec précision actuellement. , .

Si l'essai en chalutage est effectué' par beau temps, il permettra de cons-truire les figures 2 et 3, mais il faut bien remarquer qu'elles ne valent quepour la valeur dii coefficient;' im (variation du courant avec la profondeur) réalisée sur les lieux de pêche, qui peut être diffétente ailleurs; en revanche, la vitesse vraie de chalutagepar beau temps,"V0, sera bien déterminée. /

Si l'essai' en chalutage est effectué pr mauvais temps et que le courant

soit assez rapidement variable, le segment des figuret; 4-Ou 5 correspondant aux

tracer celui eörrespondant à l'autre sens, qui lui est parallèle. On .coonaltra

däne les vitesses vraies de chalútage V01 et V02 correspondant au temps régnant; V0 deméure inconnu, mais nous montrerons qu'il peut être 4éterniiné

ultérieu-rement.

r-

-Quele tethps ait été beai.i ou mauvais, l'essai en chalutage, pourvu qu'il

áit été exécuté à couple constant, même inconnu, permet de tracer par 3 points les graphiques des figures 6, 8 et 9 et, par la suite, toute mesure du seul. nombre.

de tours permettra, par report sur la figure 6, de déterminer la vitesse V'; si

cette mesure est faite a ùne heure où le courant est nul, V' est égale à la vitessé.

-Yo

3

_4Vo

FIG. 10. - Chalutier JosephDuhamei-ll - Diagramme (V,V') par calme plät V0 = (,22 n.

V0 de chalutage dans les conditions de la- mesure; si le courant n'est pas nul, mais que l'on ait 'simultanément mesuré la vitesse V sur le fond (à l'aide du

Decca) le report du point' (V,, V') sur la figure ì& ou fournira une estimation

de V,, en admettant que le coefficient m ait la même valeur qu'aux essais.

On pourra donc, après une courte période d'exploitation, connaître les

viteJses vraies de' ¿halutage correspòndant aux diverses 4rconstances de temps

et les nombres de tours correspondants ainsi que leur réduction due au rem-plissage du chalut.'

Bien entendu, si l navire est susceptible d'utiliser des engins de pêche de caractéristiques -différentes, la série complète des mesures devra êtrè exécutée

avec chaque chalut. ' .'

-Rien n'empêchera également de la. reprendre sous différents couples en,-vue de déterminer l'intérêt d'utiliser le cOuple, maximum.

18

-Notonè encpre que leloch, s'il a pu être étalonné ar beau temps au cours

de l'esi en chaiutage, fourñit un reccuethent intéressant des autres mesliÑa qui, inversement, vérifleutsi l'étalonnage du loáh est valable par tous lestemp's. En définitive, les caractéristiques pi'opulsives du chalutier en. pêche

peuvent être déterminées par un seul, essai de chalutage (coniportant 'trois

parcours) et quelques mesures simples en peche, ces mesures n'exigeant aucun appareil autre que, ceux normalement installés à bird, sauf peut1êtie

pour la mesure du nombre de tours. Ces

caractéristiques peuvent être

V.

s

-.

o '

'..

FIG. 1. 'Chalutier J,seph-Duhamel-II - Diagramme (C, V) par câlme plat.' reliées à celle de route libre ji l'oñ a fait au moins deux sériés de bases dans ces

conditions. . . .

VI. - MPLICATIONS PRATIQUES

jo Essais du « Joseph Duharnel ii ». .

Le chalutier José ph Duhamel II,. construit'poìir les êcheries.de Fécamp' par les Ateliers et Chantiers de la' Séine-Maritime, á exécuté par calme plat

le 12 juillet 1954 entre Brighton et Fécamp un trait de chalut comportant

-J

19-.3 parcours de 15 minutes de sens alternés. Les caps de ces parcours étaiènt normaux au faisceau violet de la chaîne Decca anglaise et la vitesse sur le fond était mesuree a l'aide du Navigateur Decca suivant la procédureexposee ailleurs [7]. La vitesse súr l'eau était mesurée à l'aida. d'un loch SCAM-SELSYN[8]

Io

50

---/

2

FIG'., 12. - Chalutier .Joseph-D uhamel-Il - Diagramme (V, N).

que l'ensemble des. 3 parcours a, ermis d'étalonner puisqu'on a la relation

V1 ± 2.« -+v3

v'i + 2V'2H-V'3-.

sila variation du courant est linéaire; inversement, cet étalonnage permet de

déterminer le coura.nt moyen de. chaque parcours en surface.

'Les'résultats sont fournis par les figures. 10,11, 12, 13 et 14 La figuÑiO (analogue à la figure 3) représente les 3 points dans le système (V, V'), il _est

clair que le meilleur balancement est súivant une, droite qui coupe la première

20--bissectrice au point V0

4,22 huds et a un cqe1ientangu1aire'd - 0,7f

correspondant à, m = 0,59.

Sil'on porte sur la figure II (analogueà la figure 2) en fonction du courant

C les vitesses, on constäte que V1 et V3;.V'1et V'3 se lignent suivant des droites qui concourent sûr l'axe des V au point V0 = 4,41 n. Çette valeur estnettement

10

FIG 13. - Chalutier Joseph.Í)ithamel-ÌI - Diagramme (. a).

différente de celle obtenue par la figure 10 et la 'pente des, droites (tracees en tirets) correspond egalement à une valeur differente pour m, on peut aussi porter sur la figure 11 (tracé en trait plein) les droites correspondant à celle de la figure 10 on constate alors qu'il uffit d'admettre deS erreurs de 0,02 n sur les vitesses Y' (loch) ou de 0,03 n surles vitessesV (Decca) .potir ramener

les pomts sur les droites en meme temps que les points corrigés viennentégale ment sur la droite de la figure 10; 4e tilles erreurs, inférieures à I %, sont

i

2i - i

trés plausililes et Fon peut conclure que les mesures sont parfaitèmeñt

cohé-rentes et determinent la vitesse V0 aveo une excellente approximation..,

Nous avons également porté sui la figure 12 (analogue à lafigure 6) les rornbres de tours mesurés en fonction de lá vitesse V', ainsi que. Pasymptote

calculée parla.forrnule du paragraphe IV 5Ó: D

nVn2V

p.

-#Sw-M&

f 2 5 4 .5 6 i'

89

o FI J' F3 If

FIG. 1(. Chalutier Joseplz-Duhamel.I Avance par tour en fonction de la vitesse.

cella ci d6nne pD= Ò,171 en associ 't les parcours t et 2 pD = 0,179 en associant les parcours 2 et 3

Noüs avons retenu la valeur mGyeflne 0475 pour tracer i'asymptote. L'ordonné& à l'originè correspondante est i= .924 t ¡mn... On voit que l'hyper-bole est très éloignée de son asympti _{, mais voisine de sa tangente à l'origine}

J

t

\

r

l'abscisse 'V0 (ici 4,22 núds) i'ordoflnée est 105 t /mn, pii est le nombre de tours en peche sans courant, avec chalut peu rempli

La figure 13 (analogue -à la.ure 8). représente le. di.ganiçne ;(1. ¡N2, a

et monLre.que le lignagç des 3 points est bon;.la. figure 14(anafogue à lafigure 9) : constitue le 'diagramme (V', a), que nous avons complété en y portant les points relevés en rOute libre sous couple variable; on voit que les points

enthaliìtge

FIG: Chalutier del7 m - Diagramme (a,y).

+ Esso's

e' rou/4 /,rg

$ Essoi.s cha/u O9Q

-.

sont très légèrementau-dessous d'une dioite issue de.l'origiñe et que le prolon-gement de leur alignement couperait les pomts relatifs à la route libre dans la

région où les couples en route libre est égal à celui en ehahitage.

-, Le couple n'ayant pas té mesuré ail cours decet; essai,il n'est pas possible

d'en ,tirer davantage, ni de le relieraux essais en route libre, si l'on pouvait admettre que le rapport du coupleau cran depétrole est peu variable, le sillage

serait plus éleVé en Mhalutage qu'an route libre.

2° Essais d'un chalutier de 17 mèties. -'En 1942, à l'initiative du Minisièie della Marine Maichandè,

-"i

-èn bois de 17 metres a executé divers essais au cours desquels des

'été faites parl'Etablissement d'INDRET.

Pour les essais exécutés à la mer, les vitesses sur lá surface ont

à l'aide desl lochs 'WALKERS et OTT, celles sur le fond ne l'ont

nombres de tours ont' été mesurés ainsi que les consommations de.

j

f

23

-en toui 1,4,-. E4ia en'eho/utoge. f I . I I I I I O

'I''23"'4

.5'

G 7 .8

FIG. 16. Chalutièr de 1 m Diagramme (V a).

qui ont fourni les couples par conparaison avec les essais au banc; divers

essais au point fixe on également té faits.. . "

Il n'est pas possible de tracer la plupart des graphiques analogues aux

précédents, mais'où peut établiì'le kliagramme (a, y) Feprésenté parla figure'15.

Malgré l'imprécision des mesures, la caractéristiquè en route libre est aSéz bien definie, un pomt ayant ét obenu vent debout et trois vent AR, il en est

de même de la caractéristique en. ha1utage, deux chaluts diffrents ayant 'été utilisés et la pêche ayant été effectuée par 'deux fonds très différents: On'. vit

'que la zone ¿e pêche est très. étendjue, les av. ances par tour y variant du simple

au, double (il .y a sans doute une tinfluence du courant) 'et: qu'elle. co,resond

à un 'silage plus faible que celui de route libFe (et probablement négatif), mais

un chalutier

mesures 'ont té Ìnestii'ée pas été; les cöipbustible,

supérieur à celui du point fixe, lui-même rès variable suivant les conditions

d'amarrage... .

,-

''

Parmi les autres graphiques, seul celui analogue .à la figure 9 se présente

bien (fig. 10) les points en,ohalutage correspondent à un couple égal aux 4/3

de celui en routé libre, les uns comme les autres se lignent sur' des droites passant très près. de l'origine. .

VII. --- CoNcLusloics Ç.

JI semble qüe, pour un chalut déterminé, on puisse considérer que

l'effica-cité du chalutier est proportionnelle à la 'vitesse vraie de chalutage, au moins tant que 'celle-ci ne dépasse pas une' certaine limite, c'est-à-dire à la vitesse relative du chalut par rappórt à l'eau qu'il traverse. Celle-ci est pratiquement indépendante de la résistance propre du cha utier en eau calme aux vitesses .de pêche.-Par beau temps, elle est constpnt, quels ue soient le cOurant et les vitesses apparentes du chalutier par rapport au fond et à' la sr'face, sa valeur

étaìit fixée' par celles de'la résistance du chalut et dii couple que peut développer

la machine du chalutier. Par maGvais temps, la vitesse de chalutage diminue, cette diminution tant fonction de la résistance supplémentaire. du chalutier.' due à 'la mer et au vent. , '

On peut donc conclure que l'efficacité d'un halutier'rendu sur ls lieux de'

pêche dépend: ' . '

--- de couple'utilisable en pêche;

de. la résistance hydrodynamiqué du filet

- 'de la sensibilité du' cblutier à l'influence' de la mer et du vent.

Bien entendu, le couplé utilisable en pêche définit dans une large iesure' le couple utilisable en route libre ét, un peu moins directement, les dimensions

'du chalutier, si bien que le rendement global du chalutier, dans lequel

inter-viennent également-les temps morts des voyages aller et retour-aux lieux

de pêche dépend aussi de la résist&nce de caiène aux vitesses de rOute libre1, mais il semble bién que Oette' dernière caractéristique soit moiña primordiale

que les précédentes. On peut en induire que les améliprations les plus reutables,

résulteraient d'études sur la résistanc des engins de pêché, domaine peu

-exploré à. notre' connaissance, sur le profilage des oeuvres mortes et sur les'

fOrmes de carène les moins sensibles à'l'agitation de la mer.

Cette hypothèse pourrait être vérifiée par des mesures ur des chalutiers en exploitation,qui montreraient si ces diverses qualités y sont réalisées au

i. II dépeìd aussi des temps morts en pêche, liés la réalisation des auxiliaires de

pêche, mais cette question est hors du cadre de cette note qui n'étudie que lea questions

relatives à la propulsion. ' ' ' ,

25

-même degré ou, au contraire, présentent une dispersion suffisañte pour qú'une

'étude systématique' en vùe de les aligner sur les meilleúres soit rentable. Nous sommes heureux d'exprimer nos remerciements aux Ateliers et

Chantiers de la Seine Maritime et aux PêCheries dè Fécamp, qui oit permis l'exécution d'essais étendus àbord di chalutier Joseph Duharnel ¡I, collaboré activement aux relevés' et autorisé la publication des résultats.

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'i