Dans le contexte du mouvement et de la navigation, la houle désigne les longues vagues, souvent ininterrompues, qui se déplacent à la surface de l'océan et qui proviennent de systèmes météorologiques lointains. Ces vagues se caractérisent par des longueurs d'onde et des périodes plus longues que les vagues générées localement par le vent. En navigation, il est essentiel de comprendre la houle pour assurer la sécurité et l'efficacité des opérations maritimes, car elle affecte la stabilité du navire, sa vitesse et sa consommation de carburant.
Les vagues de houle sont générées par le vent qui souffle sur une grande surface de l'océan. Les principaux facteurs qui contribuent à la formation de ces vagues sont les suivants :
- Vitesse du vent : Des vents forts génèrent des vagues d'énergie plus élevée.
- Durée du vent : Plus le vent souffle longtemps, plus l'énergie transférée aux vagues est importante.
- Fetch : La distance sur laquelle le vent souffle sans interruption. Un fetch plus important entraîne des vagues plus développées.
Une fois que le vent cesse ou que la tempête s'éloigne, ces vagues continuent à se propager à travers l'océan sous forme de houle, parcourant de longues distances avec une perte d'énergie minimale.
Vagues de houle
Les ingénieurs caractérisent généralement les vagues de houle par ces paramètres :
- Longues longueurs d'onde : La distance entre les crêtes de vagues successives peut être considérablement plus longue que celle des vagues de vent.
- Longues périodes : L'intervalle de temps entre les crêtes de vagues successives (période de la vague) est plus long, allant souvent de 10 à 20 secondes ou plus.
- Cohérence : Les vagues de houle maintiennent un modèle plus uniforme par rapport à la nature irrégulière des vagues de vent.
Il est essentiel de bien comprendre ce phénomène pour assurer la stabilité et la sécurité des navires. Il peut provoquer un tangage (mouvement de haut en bas) et un roulis (mouvement latéral) importants des navires. Un tangage et un roulis excessifs peuvent entraîner un déplacement de la cargaison, des contraintes structurelles et un inconfort pour l'équipage.
Dans certaines conditions, les grosses vagues peuvent présenter un risque de broaching (perte de contrôle de la direction) et de chavirement, en particulier pour les petits navires et ceux dont le centre de gravité est élevé.
Naviguer perpendiculairement ou contre la houle augmente la résistance. Par conséquent, cela augmente également la consommation de carburant. C'est pourquoi les navigateurs planifient généralement des itinéraires. Ces itinéraires permettent aux navires de se déplacer dans le sens de la houle. La prévision de la hauteur des vagues est essentielle pour la planification ; de même, la prévision de la période des vagues est également essentielle pour la planification. En fin de compte, cela permet de déterminer les ajustements optimaux de la route et de la vitesse. Ces changements permettent en outre de réduire la consommation de carburant. De plus, ils permettent également d'éviter les conditions de navigation difficiles.
Atténuation de l'impact de la houle sur le pilonnement
Les centrales inertielles sont un élément essentiel des systèmes actifs d'atténuation de la houle pour les navires. Elles ne l'atténuent pas directement, mais fournissent plutôt les données de mouvement essentielles en temps réel qui permettent aux systèmes actifs de contrer les effets de la houle sur le navire.
Le processus d'atténuation comporte trois étapes principales : Mesure, Prédiction et Compensation.
Les capteurs combinent des gyroscopes et des accéléromètres. Ils mesurent avec précision le mouvement à six degrés de liberté (6-DOF) du navire. Les accéléromètres mesurent les mouvements de translation. Ces mouvements comprennent le pilonnement, le surge et le sway. De plus, les gyroscopes mesurent les mouvements de rotation. Ces mouvements sont le roulis, le tangage et le lacet.
