Caractérisation de la génération et de la propagation de bulles

Caractérisation de la génération et de la propagation de bulles
autour de la carène des navires scientifiques
1,2
1
Sylvain DELACROIX , Grégory GERMAIN , Jean-Yves BILLARD
2
1
Laboratoire Comportement des Structures en Mer, Ifremer, Boulogne sur mer
2
Institut de Recherche de l'Ecole NAVale, Ecole Navale, Brest
[email protected], http://wwz.ifremer.fr/manchemerdunord/Technologie-marine
Pour la flotte océanographique, le passage de bulles d'air sous la coque au niveau des équipements
acoustiques (SONAR) peut entraîner une perturbation des signaux et une perte des données. Ce
phénomène peut avoir lieu lorsque les conditions météorologiques de navigation se dégradent. Les
états de mer exploitables pour la prospection acoustique en sont donc limités, ce qui diminue
fortement la productivité de la flotte. Une meilleure compréhension du phénomène, ainsi que des
solutions limitant la propagation de bulles sous la carène sont donc actuellement recherchées.
Ces travaux de thèse, démarrés en Janvier 2012 avec un co-financement DGA/Ifremer, comportent 3
axes :
- l'étude du phénomène physique,
- la détermination des conditions d'apparition du phénomène à partir de données acoustiques
provenant de campagnes en mer
- l'étude expérimentale de la génération de bulles par les mouvements de l'étrave d'un navire.
A ce jour, un état des connaissances sur le sujet a été établi, notamment pour ce qui concerne
l'entraînement d'air par jet plongeant et la génération de la vague d'étrave des navires, l'objectif de ces
recherches étant de déterminer un modèle d'entraînement d'air prenant en compte les mouvements
du navire.
Un protocole d'acquisition de données acoustiques en mer a été établi et une méthode de traitement
des données élaborée. Ce travail doit permettre de caractériser les conditions de navigation propices
à l'apparition du phénomène et de pouvoir comparer le bullage sur différents navires pour étudier
l'influence des paramètres navire (forme d'étrave...) sur le phénomène. Le traitement des données
IBTS (International Bottom Trawl Survey) 2010 et 2011 ont permis de tester ce protocole et d'obtenir
des premiers résultats.
Une méthode d'essai innovante, couplant des calculs
numériques et l'utilisation d'un générateur de mouvements
(hexapode), a été mise en place. Ces essais permettent de
reproduire en bassin des conditions de navigation propices à
l'apparition du phénomène d'aération du milieu. Deux
maquettes ont été testées, une maquette du Pourquoi pas? à
ème
l'échelle 1/30
puis une seconde forme de type étrave
inversée. Ces expériences ont permis de visualiser différents
mécanismes d'entraînement d'air autour de ces carènes.
Les premières constatations montrent une fréquence
d'apparition moindre pour la seconde étrave, qui présente
également une résistance à l'avancement moins importante.
L'analyse fine des résultats de mesures PIV (Particle Image
Velocimetry), synchronisées avec les mouvements du bateau,
permettra de comparer de manière quantitative les
phénomènes hydrodynamiques ayant lieu autour de ces
formes.